BFRP加固协调受扭边梁和偏心受压柱试验研究

论文摘要

玄武岩连续纤维（CBF）是以天然玄武岩矿石为原料制作而成的纤维,具有高强度、低密度、低导热率、低吸湿率、良好的介电性、对腐蚀介质的化学稳定性和市场价格低廉等特点。为了解玄武岩纤维增强复合材料（BFRP）在整体结构中的加固效果和作用,对一个已经丧失承载力的无粘结预应力混凝土平板-异形柱整体结构模型中的协调受扭边梁和偏心受压一字柱进行了加固,通过对加固后的整体结构试件进行十六点竖向静力加载试验,研究分析了被加固构件的受力性能。结果表明,BFRP较好地发挥了作用,边梁的旧扭转裂缝受到显著的约束,新扭转裂缝出现时间大大延迟,相对原试验结果,构件的刚度得到了明显恢复;由于BFRP与构件的共同工作情况良好,未发生剥离破坏,分担了钢筋的受力,故加固构件还具有较大的承载潜力;比较显示小间距BFRP箍加固方式的效果要好一些,BFRP粘贴层数的增加将导致其强度发挥效率降低。另外,在试验研究的基础上,本文还利用考虑混凝土软化效应的斜压场空间桁架理论对边梁受扭全过程进行了分析,采用C语言编制程序,计算出各个加载阶段的扭矩和扭转角,通过与试验实测值对比分析发现,利用该理论分析所得的结果与实际结果吻合较好。最后还指出了本文研究的不足,并对后续研究工作进行了展望。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 钢筋混凝土构件扭转问题的研究现状
• 1.2.1 钢筋混凝土构件扭转问题研究发展简史
• 1.2.2 国内外对受扭构件的研究现状
• 1.2.3 边梁协调扭转问题的研究现状
• 1.3 钢筋混凝土偏心受压构件加固研究现状
• 1.4 纤维增强复合材料（FRP）加固混凝土构件的研究现状
• 1.4.1 概述
• 1.4.2 FRP 加固研究现状
• 1.4.3 BFRP 简介及扭转加固研究现状
• 1.5 本文研究的主要内容
• 2 加固试件设计
• 2.1 引言
• 2.2 材料性能
• 2.2.1 钢筋
• 2.2.2 混凝土
• 2.2.3 BFRP 与结构胶
• 2.3 加固试件设计
• 2.3.1 原试件设计概述
• 2.3.2 加固方案
• 2.3.3 BFRP 粘贴加固工艺及各工序要求
• 3 试验概况及现象
• 3.1 试验概况
• 3.1.1 加固后试件整体情况
• 3.1.2 原试验试件的制作
• 3.1.3 加载装置
• 3.1.4 加载程序
• 3.1.5 测试内容
• 3.1.6 测点布置
• 3.1.7 数据采集
• 3.1.8 试件破坏准则
• 3.2 试验现象
• 3.2.1 板
• 3.2.2 边梁
• 3.2.3 异形柱
• 4 试验数据处理及分析
• 4.1 边梁数据处理及分析
• 4.1.1 纵筋应变分析
• 4.1.2 箍筋应变分析
• 4.1.3 BFRP 应变分析
• 4.2 一字柱数据处理及分析
• 4.2.1 纵筋应变分析
• 4.2.2 BFRP 应变分析
• 4.3 L 形柱数据处理及分析
• 4.4 边梁挠度分析
• 4.5 本章小结
• 5 理论分析
• 5.1 边梁受扭全过程分析
• 5.1.1 引言
• 5.1.2 基本假定
• 5.1.3 平衡方程
• 5.1.4 几何条件
• 5.1.5 变形协调条件
• 5.1.6 材料的本构关系
• 5.1.7 全过程分析计算程序
• 5.2 边梁扭转刚度
• 5.3 承载力分析
• 5.4 本章小结
• 6 结论及研究展望
• 6.1 结论
• 6.2 研究展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录
• 作者在攻读硕士学位期间发表的论文目录