為即大幅度提高待加固混凝土柱的承載力，又大幅度提高其延性和耐久性，且易于施工，提出綜合發揮鋼筋和鋼絲網各自的優勢、研發鋼筋鋼絲網砂漿薄層加固混凝土柱新方法。工作以試驗研究為主，有限元分析為輔。主要研究：鋼筋和鋼絲網性能及總配筋率、鋼筋和鋼絲網相對配筋率、鋼絲網規格、被加固柱截面形狀和混凝土強度等因素對鋼筋鋼絲網砂漿加固柱的軸壓和偏壓性能的影響；重點研究上述因素和軸壓比及剪跨比對加固柱滯回耗能特性的影響；提出加固柱的P-△和M-θ恢復力模型及其簡化算法；建立加固柱在軸壓、偏壓和地震荷載下的簡化力學模型，提出設計方法。預研（對比試驗）結果顯示，得益于鋼絲網的優異配筋分散性，鋼筋鋼絲網砂漿加固柱的延性不僅顯著高于纖維復合材料加固柱，而且也明顯高于鋼筋網砂漿加固柱；同時還具備耐久和耐熱優點；鋼筋鋼絲網砂漿加固施工簡易程度與纖維復合材料加固法相近，且前者材料費不到后者的1/4；故新方法應用前景廣闊。

為即大幅度提高待加固混凝土柱的承載力，又大幅度提高其延性，且易于施工，提出綜合發揮鋼筋和鋼絲網各自的優勢、研發鋼筋鋼絲網砂漿（SW）薄層加固混凝土柱新方法。以試驗研究為主探討鋼筋和鋼絲網總配筋率、鋼筋和鋼絲網相對配筋率和混凝土強度等因素對被加固柱的軸壓和偏壓性能的影響；研究上述因素和軸壓比對加固柱滯回耗能特性的影響；分析破壞機理；建立加固柱在軸壓、偏壓和地震荷載下的簡化力學模型，提出設計方法。 分別用SW、鋼筋網砂漿（S）、碳纖維復合材料（CFRP）、玻璃纖維復合材料（GFRP）、CF和GF組合的混雜纖維復合材料（HFRP）加固混凝土圓柱共100根，進行軸壓對比試驗研究，探討不同加固方法對試件承載能力和延性的影響。結果顯示，在軸向力作用下，SW加固柱保護層砂漿會產生又多又細又密的裂縫；而S加固柱保護層砂漿的裂縫間距很大；故SW柱與S柱相比，在承載力提高30%的前提下，延性仍達S加固柱的2倍以上。FRP或HFRP加固柱的承載力提高幅度最大，但兩種加固柱的延性和變形能力明顯低于SW柱。還給出了SW柱的極限承載力計算公式，計算值與實驗值一致性較好。 制作SW和S加固混凝土圓柱22根，方柱16根；分別進行了小偏壓和大偏壓對比試驗研究。結果表明，偏心距對加固柱的極限承載力有較顯著影響，如偏心距e0分別為0、d/8、d/4時，S試件的極限承載力相對值分別為1、0.79和0.54，SW試件的極限承載力相對值分別為1、0.77和0.62。但S和SW加固法均不能有效提高小偏心受壓試件的位移延性。大偏壓下的SW方柱的延性相對S柱略有提高。 制作SW加固、S加固和未加固鋼筋混凝土方柱三類共10個試件，進行各柱在豎向恒定軸力和水平向低周反復加載作用下的抗震性能對比試驗研究，測試了各柱的抗震承載力、延性、破壞形態及其滯回特性，討論了配箍率、加固形式和軸壓比對構件抗震性能的影響。結果表明：相對S柱， SW柱的砂漿加固層會產生大量又細又密的縱橫裂縫，并抑制縱筋與砂漿的粘結破壞，因而耗能能力有大幅度的提高。如配筋率為3.124%的SW柱與配筋率為2.701%的S柱相比：前者的總耗能為后者的1.76倍。 整個研究表明，在各種荷載作用下，由于SW的優越配筋分散性，加固砂漿層會產生大量又細又密的縱橫裂縫（間距基本與鋼絲網格間距（11mm）相等），從而形成良好的耗能系統；故被加固柱具有良好的延性和

通過分析及試驗，對抗震加固及設計的重要盲點進行系統研究。揭示加固后鋼筋混凝土柱受不同程度地震荷載時及后使用荷載下的損傷積累并建立分析模型。提出合理的力學參量及方法計算結構的殘余抗震和使用性能。研究結果將應用于實際結構的加固設計和健康診斷。本研究將為鋼筋混凝土結構基于性能的抗震設計及加固方法的實現提供理論和試驗依據。 2100433B

由于CFRP具有良好的導電性能和耐腐蝕性，將CFRP用于加固混凝土柱同時兼作陰極保護的陽極材料，實現補強加固和阻止鋼筋銹蝕的雙重目的。其思路是采用導電性膠把CFRP粘貼到混凝土柱表面，CFRP作為陽極，鋼筋作為陰極，通過外部直流電源設備給鋼筋持續施加一定密度的電流從而使得在鋼筋上的陽極反應降低到最小程度，抑制鋼筋的銹蝕；同時，CFRP約束作用能顯著提高柱承載力和抗震性能，充分發揮CFRP的優點。本項目采用溶液共混法將納米石墨片添加到聚合物基體中制備導電膠粘劑，系統研究不同納米石墨片摻量對導電膠導電性能、力學性能、粘接性能和耐久性能的影響規律；確定能滿足加固和陰極保護用導電膠的合理配比。在此基礎上，研究采用導電膠粘貼CFRP加固混凝土柱的陰極保護特性，分析極化電阻、電荷轉移電阻等參數的變化規律，鋼筋表面銹蝕產物的物相組成和鋼筋/混凝土界面形貌，揭示CFRP加固混凝土柱的陰極保護機制。

為發揮現代結構材料的優勢，實現多種結構材料的優化組合與新型結構體系創新，本項目開展PVC-FRP管鋼筋混凝土柱的抗震性能研究。本項目的研究將為大型橋梁與城市高架橋的橋墩等提供新的結構體系等提供新的結構體系。 本項目以PVC-FRP管鋼筋混凝土柱為研究對象，重點考慮FRP條帶環箍間距、配筋率、配箍率、軸壓比、剪跨比等因素對其抗震性能的影響，提出PVC-FRP管鋼筋混凝土柱的相關計算方法。（1）開展豎向荷載作用下PVC-FRP管鋼筋混凝土柱力學性能研究，提出PVC-FRP鋼筋混凝土柱承載力、變形、荷載-位移關系、彎矩-曲率關系曲線的計算方法，建立偏壓荷載作用下PVC-FRP管鋼筋混凝土柱的應力-應變關系模型。（2）開展低周反復荷載作用下PVC-FRP管混凝土柱抗彎性能試驗研究，深入研究PVC-FRP管鋼筋混凝土柱在低周反復荷載作用下的受力性能與破壞機理，系統分析試驗各因素對試件承載力、變形、滯回耗能以及抗震性能的影響.（3）開展低周反復荷載作用下PVC-FRP管鋼筋混凝土柱抗剪性能試驗研究，分析各因素對PVC-FRP管鋼筋混凝土柱抗剪性能與抗震性能的影響，研究PVC-FRP管鋼筋混凝土柱的破壞形態、抗剪機理、承載力、應變、延性和滯回曲線；（4）提出PVC-FRP管鋼筋混凝土柱的抗彎承載力、抗剪承載力、延性系數和軸壓比限值的計算方法，建立PVC-FRP管鋼筋混凝土柱的恢復力模型。 2100433B