《Journal of Building Engineering》：Cement Nanocomposite with CoFe
2O
4 Nanoparticles and Graphite Flakes for Microwave Absorption in X-band Frequency
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碳纺织物增强混凝土梁的弯曲性能研究显示，平面与U型加固方案均能显著提升承载力（38.5%-59.1%），但U型在裂缝控制方面更优，将主裂缝分散为5-8个次生裂缝，归因于U型腿的锚固和约束效应。有限元模拟验证了数值模型对试验响应的准确性（误差2.7%-8.9%）。研究证实碳纺织物加固可有效恢复预开裂梁的服务性能，尤其推荐U型配置。
Dang Quang Ngo|Van Hiep Vu|Huy Cuong Nguyen
越南河内Cau Giay街3号，交通运输大学
摘要：
在服役过程中出现明显裂缝后，钢筋混凝土梁通常需要加固，尤其是在现有结构中，由于荷载需求的增加和耐久性问题的考虑，需要有效的修复方案。本研究考察了在持续荷载作用下，采用碳纤维增强混凝土加固的严重预裂钢筋混凝土梁的弯曲性能，这代表了现实的修复条件。共测试了10根梁：2根未经加固的对照组梁和8根采用平板加固（分别具有2层或3层碳纤维）或U形加固（具有1层或2层碳纤维）的预裂梁。这两种加固方案都显著改善了梁的弯曲性能，并大幅提高了受损梁的承载能力。平板加固方案使极限荷载提高了41.8–54.9%，最大裂缝宽度减少了25.6–66.4%；U形加固方案也带来了类似的承载能力提升（38.5–59.1%），但裂缝控制效果更好，将每条主裂缝分散成了5–8条较小的次级裂缝。这种裂缝分布的改善归因于U形加固构件提供的锚固作用和约束作用，它们将碳纤维嵌入到拉伸增强区，促进了更均匀的应力传递。有限元仿真再现了实验中的荷载-位移响应和破坏模式，仅高估了极限荷载2.7–8.9%。数值结果证实了U形加固方案中碳纤维应力的提前激活以及更好的脱粘抵抗力。此外，研究表明预裂和持续荷载略微降低了初始刚度，但并未减弱最终的加固效果。总体而言，碳纤维增强混凝土能够有效加固预裂钢筋混凝土梁，为在服役荷载条件下恢复和提升结构性能提供了实用且高效的解决方案，尤其是采用U形加固配置时。
部分内容摘录
引言
近年来，由于各种因素（如结构退化、施工缺陷以及自然灾害等可能造成的损害），加固钢筋混凝土（RC）结构变得越来越重要。最初采用了后张拉、包覆和环氧树脂粘结钢板等方法，但后者存在腐蚀问题。纤维增强聚合物（FRP）系统，尤其是环氧树脂基的FRP系统，已成为RC梁外部加固的主要选择。
测试程序
实验中制作了10根简单支撑设计的RC梁，并对其进行了四点弯曲测试，以确保荷载分布均匀并消除梁中心的剪切应力。其中8根梁在施加碳纤维增强材料（TRC）之前进行了预加载，而2根梁作为对照组保持无荷载状态。这些预加载导致梁出现弯曲裂缝，但未引起钢材屈服。加固和固化后，这些梁被逐渐加载至破坏。作为修复过程的一部分...
对照组梁的行为
对照组梁（F0-1和F0-2）表现出典型的弯曲破坏模式：荷载增加时，裂缝从梁的中部开始出现并逐渐向两端扩展。两根梁在达到裂缝荷载之前均表现出弹性行为，之后由于裂缝的形成和扩展，其刚度逐渐降低（见图7）。在初始线性弹性阶段，两组梁均显示出陡峭的线性响应，表明混凝土...
建模技术
在ATENA软件中建立了有限元（FE）模型，以准确再现实验设置。建模重点关注混凝土行为、钢筋、碳纤维增强层和加载过程。混凝土的非线性响应、粘结行为以及碳纤维增强材料的贡献都被充分考虑。由于几何对称性和加载条件的对称性，仅对梁的一半进行了建模，以提高计算效率的同时保持准确性。图17展示了...
结论
实验和数值研究表明，碳纤维增强材料显著提高了预裂RC梁的弯曲强度。根据测试结果，可以得出以下结论：
- • 加固后的梁承载能力显著提高，相对于未加固的对照组梁，提高幅度约为38%至59%，具体取决于碳纤维层的数量和加固方式。
碳纤维层的数量是一个关键参数...作者贡献声明
Huy Cuong Nguyen：撰写、审稿与编辑、初稿撰写、验证、研究、概念构思。Hiep Vuvan：撰写、审稿与编辑、初稿撰写、研究、概念构思。Dang Quang Ngo：撰写、审稿与编辑、初稿撰写、验证、软件开发、概念构思
未引用参考文献
[23].; [24].; [25].; [26].; [27].; [28]..
利益冲突声明
作者声明没有已知的财务利益冲突或个人关系可能影响本文的研究结果。
致谢
本研究由交通运输大学（UTC）资助，项目编号为T2025-XD-011T?。
