为了探究CFRP布加固钢筋混凝土梁(RC梁)在交变荷载作用下的耐久性,对8根CFRP布加固RC梁进行了恒载和交变荷载作用下的15 d、30 d老化试验,并通过三点弯曲试验得到了试验梁在不同荷载作用下的破坏模式、极限荷载、极限应变、弯曲性能、裂缝数量以及裂缝宽度。结果表明:经交变荷载作用15 d、30 d后,CFRP布加固RC梁的力学性能下降显著,试验梁的极限荷载、剥离荷载与极限应变均呈下降趋势;与相同龄期下的恒载(24 kN)相比,交变荷载作用15 d、30 d后,试验梁的极限应变平均降低了11.44%、15.23%;交变载荷作用下CFRP布加固RC梁的抗裂性能与弯曲性能减弱程度比恒载作用更显著。

对8根钢筋混凝土梁进行了大气环境、淡水及海水环境下的疲劳试验,研究了其力学性能及刚度损伤演化规律。进一步分析了三种环境与循环荷载共同作用下试件梁的破坏形态、挠度发展规律和疲劳寿命。试验结果表明,腐蚀和疲劳存在耦合作用,海水腐蚀环境与5%~70%荷载水平作用下,梁疲劳寿命最短。根据理论分析和试验结果,对钢筋混凝土梁在严酷海洋环境下的疲劳寿命及其规律进行了进一步研究,参考已有文献和试验研究结果给出了基于钢筋混凝土梁刚度损伤演化规律的疲劳寿命预测模型,经计算,实测结果与该预测模型计算结果之间的误差不超过13%。

对3根梁进行了试验,一根为对比梁,一根为普通碳纤维板加固,一根为预应力碳纤维板加固,研究了碳纤维板对钢筋混凝土梁的加固效果。同时设计了一套较为可靠的张拉锚固设备,制定了一套较完整的张拉工艺。通过梁抗弯试验,对应变、挠度、承载力进行了研究。试验证明,加固梁的开裂荷载均有提高,但提高不明显,极限荷载提高幅度较大,且预应力碳纤维板加固梁较普通碳纤维板加固提高更多;在增加梁的刚度、降低延性发展方面,预应力碳纤维板加固效果更好;试验过程中碳纤维板未出现滑移,锚固效果良好,有效地延缓了碳纤维板的剥离破坏。

使用预应力筋材内嵌加固工艺，对10根混凝土梁试件进行了加固后的试验研究。试验证明，预应力筋材内嵌加固法，能够很好地改善混凝土梁试件的整体稳定性，加固后混凝土梁试件的开裂荷载值、屈服荷载值和极限荷载值有显著提高。随加固量及张拉预应力值的不同，加固梁的开裂荷载值提高了72.6%~321.26%，屈服荷载值提高了6.19%~99.09%，极限荷载值提高了46.04%~135.27%。说明预应力筋材内嵌加固法能够有效改善加固梁的延性和安全性能，刚度也有明显提高，对裂缝的产生和发展都有约束作用，同时螺旋肋钢丝的高强性能也得到了充分发挥。

通过对纤维织物增强混凝土薄板加固混凝土梁抗弯性能的试验,研究了这种加固方法对提高试验梁抗弯承载力的效果。结果表明,用纤维织物增强混凝土薄板来加固混凝土梁能有效提高试验梁的承载力,减小试验梁的裂缝宽度和跨中挠度,对试验梁底部进行凿糙处理及在薄板端部植入钢筋,能有效提高薄板与加固梁的之间的界面粘结力。

根据实际工程构件中钢筋锈蚀的不均匀性,设计了14根钢筋混凝土梁,并进行了试验梁在两对称集中荷载作用下的抗剪性能试验。通过对不同特征试验梁的裂缝分布、破坏模式和极限承载力的对比分析,研究了一侧剪跨内不同长度局部区段内不同的锈蚀特征对梁受力性能和承载力的影响。结果表明,一侧剪跨局部区段无粘结梁、锈蚀梁的力学性能与正常梁有很大的区别:因局部区段内的完全无粘结,局部区段无粘结梁在无粘结一侧的剪跨区内无斜裂缝,梁可能发生粘结完好一侧的剪切破坏,也可能发生弯曲破坏。对局部区段锈蚀梁,虽然所有的试件均因剪跨内的锈蚀区段而破坏,但随着锈蚀区段长度的增长和其内钢筋锈蚀率的增加,梁呈现出较脆的破坏模式和较低的极限承载力。

通过力法原理对碳纤维布加固混凝土梁的机理进行了探讨,结果表明钢筋混凝土梁在外贴碳纤维布加固钢筋混凝土结构时,改善了结构的受力状态,提高了结构的整体刚度和原有结构的承载能力;分析了爆炸荷载作用下钢筋混凝土构件的破坏形态和影响因素,得出了钢筋混凝土梁抗爆加固的措施。

为能够合理粘贴CFRP布、有效提高钢筋混凝土梁的抗弯承载能力,开展了CFRP布加固钢筋混凝土梁的抗弯性能试验,并比较了三种加固方案的加固效果。结果表明:增加CFRP布的粘贴片数不能持续提高抗弯承载力;在梁体两侧粘贴CFRP布综合加固效果更佳;梁间间断设CFRP的U型箍可以减缓纵向CFRP布与混凝土间的界面剥离。

基于CFRP布加固钢筋混凝土梁的抗弯性能试验结果,假定梁在线弹性范围内基本符合平截面,探索了不同方式CFRP布加固后的钢筋混凝土梁的抗弯承载能力。结果表明,研究所得的CFRP布加固梁底面、侧面时,梁的抗弯承载能力计算公式所得结果较试验值偏大,可作为初步设计的估算公式使用。

为了提高钢筋混凝土梁加固设计质量,保证整个建筑结构的可靠性和稳定性,现提出一套行之有效的密封胶粘加固钢筋混凝土梁粘接性能试验方案。介绍了密封胶组成与应用,从水密性能和气密性能、力学性能和蠕变性、耐候性、粘接性、密封胶固化速度、密封胶颜色调节等性能入手,并研究了钢筋混凝土梁加固对密封胶的性能要求;测试了密封胶粘对钢筋混凝土梁加固拉伸粘接性、定伸粘接性、浸水后定伸粘接性等粘接性能的影响。结果表明,提出的钢筋混凝土梁粘接性试验方案具有较高的可靠性和可行性,有效地提高了钢筋混凝土梁的粘接强度。