碳纤维布加固修复砌体结构新技术研究

论文题目: 碳纤维布加固修复砌体结构新技术研究

论文类型: 博士论文

论文专业: 结构工程

作者: 谢剑

导师: 余建星

关键词: 加固修复,碳纤维布,砌体结构,粘土砖,混凝土空心砌块,抗剪性能

文献来源: 天津大学

发表年度: 2005

论文摘要: 砌体结构,包括粘土砖砌体和混凝土空心砌块砌体,是应用较为广泛的一种结构型式。砌体结构具有脆性性质,多种因素都会造成墙体的开裂。而且震害调研表明,砌体结构的抗震性能很差,在历次大地震中,许多砌体房屋都遭到了严重破坏甚至倒塌,损失惨重。为研究碳纤维布加固修复砌体结构的有效性,并为这一新技术在实际工程中的应用提供技术支持,本文进行了以下几方面工作:一、试验研究共设计了12片墙体,其中粘土砖墙和混凝土空心砌块墙各6片,并进行了轴向力作用下的水平低周反复荷载试验,重点研究加固墙体的破坏形态,以及碳纤维布用量(纤维布宽度)、碳纤维布的粘贴方式、锚固措施、加固前墙体是否开裂等试验参数对加固效果的影响。试验结果表明,使用碳纤维布来提高砖砌体和混凝土空心砌块砌体抗剪承载力的加固方法是有效的,碳纤维布加固墙体的开裂荷载、抗剪承载力,以及变形性能都较未加固墙体有明显提高;碳纤维布的作用可比拟为桁架模型中的腹拉杆,且其宽度越大,加固效果越明显;碳纤维布作用的发挥与布两端的锚固措施和碳纤维布的粘贴质量密切相关;试件开裂后再用碳纤维布加固,墙体的抗剪承载力和极限位移比相应开裂前贴布加固的低。二、有限元分析在试验研究的基础上,利用有限元分析软件对碳纤维布加固粘土砖墙体和混凝土空心砌块墙体进行系统分析。由有限元分析可知:竖向正应力对于墙体粘贴碳纤维布的形状影响不大,但正应力越大,碳纤维布的加固效果越好;墙体高宽比的不同会影响墙体内的应力分布,碳纤维布的加固效果也会有所不同,当高宽比小于0.5时,不适宜再采用“X”的贴布方案,而应选用“∧”贴布方案。三、计算方法研究在试验研究及有限元分析的基础上,并结合对现有文献的分析整理,提出了碳纤维布加固砌体结构抗剪承载力的计算模型和实用设计计算公式。该公式概念合理,计算比较简便,同时结果与试验数据和计算分析可以较好地吻合,能满足实际工程应用的需要,可供设计人员参考使用。

论文目录:

第一章绪论

1.1 概述

1.2 砌体结构墙体的震害调查

1.3 砌体结构墙体裂缝的调研

1.4 研究现状

1.5 本文研究内容

第二章碳纤维布加固修复粘土砖墙体的试验研究

2.1 试验研究的主要任务

2.2 试件设计与制作

2.3 试验装置及加载制度

2.4 试验量测数据的采集

2.5 试件的加固方案

2.6 试验现象及试验全过程

2.7 试验结果与分析

2.8 试验结论

第三章碳纤维布加固修复混凝土空心砌块墙体的试验研究

3.1 试验研究的主要任务

3.2 试件设计与制作

3.3 试验装置及加载制度

3.4 试验量测数据的采集

3.5 试件的加固方案

3.6 试验现象及试验全过程

3.7 试验结果与分析

3.8 碳纤维布加固混凝土砌块墙体与砖墙体的比较

3.9 试验结论

第四章碳纤维布加固墙体的有限元分析

4.1 基本假定与材料参数

4.2 有限元分析过程

4.3 有限元分析结果

4.4 有限元分析的结论

第五章碳纤维布加固砌体墙抗剪承载力的设计计算

5.1 砌体抗剪强度理论

5.2 抗剪承载力计算公式的模型分析

5.3 未加固墙体抗剪承载力的确定

5.4 碳纤维布加固墙体的抗剪承载力计算

5.5 结论

第六章结论与建议

6.1 结论

6.2 建议

参考文献

发表论文和参加科研情况说明

致谢

发布时间: 2006-05-24

参考文献

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