碳纤维加固混凝土柱在低周水平反复荷载作用下抗剪性能研究

论文摘要

有些建筑结构由于设计失误、老化、材料质量缺陷、地震灾害等诸多因素的影响,其功能已不能满足安全、适用、耐久性能的要求。如何充分利用现有结构,使其发挥正常功能,达到经济节约的目的成为目前工程界研究的热点。工程实践表明,在分析研究的基础上对现有不满足功能要求的结构进行针对性加固是解决这一问题的有效途径。目前结构的加固有许多种方法。碳纤维布包裹加固混凝土结构技术近些年在国内外迅速发展,它具有轻质高强、耐腐蚀耐疲劳、施工便捷、不增加加固构件的自重和尺寸等优点,已成为国际混凝土加固技术中的热点。本文对碳纤维布横向包裹加固混凝土柱在低周水平荷载作用下的受力性能进行试验研究。主要开展了以下几方面的工作。1、在考虑碳纤维布的粘贴量、粘贴方式、剪跨比及轴压比等参数的影响,制作两组共12个试件。2、对试验的过程及其破坏形式进行描述。试件的破坏形态主要有剪切破坏、弯剪破坏及弯曲破坏,对导致构件的破坏原因进行分析。3、对试验的数据进行分析处理。绘制荷载-位移滞回曲线,骨架曲线,荷载-应变曲线。分析这些曲线在不同参数影响下的变化规律。随着碳纤维布量的增加,柱的滞回曲线面积增大,曲线由对比试件的捏拢而变得饱满。加固柱子的抗剪承载能力得到提高,柱子的延性性能得到改善。随着轴压比的增大,柱子的抗剪能力增大;随着剪跨比的增大,柱子的抗剪承载力降低。4、分析碳纤维布横向包裹加固混凝土柱抗剪的受力机理。在确定材料本构关系模型的基础上,基于桁架模型推导加固柱抗剪承载力计算公式。与试验数据对比,公式计算结果偏于安全。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 选题的工程背景介绍
• 1.2 建筑结构加固技术的发展概况
• 1.2.1 国内外加固发展概况
• 1.2.2 建筑结构加固技术
• 1.3 碳纤维聚合材料（CFRP）在工程加固方面的应用
• 1.3.1 碳纤维聚合材料的物理力学性能
• 1.3.2 碳纤维聚合材料配套树脂的材料性能
• 1.3.3 碳纤维聚合材料在加固工程方面的优缺点
• 1.3.4 碳纤维加固施工工艺
• 1.4 碳纤维加固混凝土结构的研究现状
• 1.4.1 碳纤维布加固混凝土结构正截面受弯性能研究
• 1.4.2 碳纤维布加固混凝土梁斜截面抗剪性能研究
• 1.4.3 碳纤维布加固混凝土柱的性能研究
• 1.5 问题的提出及本文的研究内容
• 1.5.1 问题的提出
• 1.5.2 本论文研究的内容
• 1.6 小结
• 第二章 碳纤维加固混凝土柱在低周水平反复荷载作用下试验方案设计
• 2.1 试件设计
• 2.2 材料性能
• 2.3 加载装置
• 2.4 加载方案
• 2.5 柱的加固方案及测点布置
• 2.6 本章小结
• 第三章 碳纤维加固混凝土柱在低周水平反复荷载作用下受力性能分析
• 3.1 试验加载准备
• 3.2 试验过程及破坏形态
• 3.2.1 C0 柱的试验过程及破坏形态
• 3.2.2 C1 柱的试验过程及破坏形态
• 3.2.3 C2 柱的试验过程及破坏形态
• 3.2.4 C3 柱的试验过程及破坏形态
• 3.2.5 C4 柱的试验过程及破坏形态
• 3.2.6 C5 柱的试验过程及破坏形态
• 3.2.7 C00 柱的试验过程及破坏形态
• 3.2.8 C01 柱的试验过程及破坏形态
• 3.2.9 C02 柱的试验过程及破坏形态
• 3.2.10 C03 柱的试验过程及破坏形态
• 3.2.11 C04 柱的试验过程及破坏形态
• 3.2.12 C05 柱的试验过程及破坏形态
• 3.3 试验数据分析
• 3.3.1 柱的滞回性能分析
• 3.3.2 碳纤维加固对柱的骨架曲线影响
• 3.3.3 柱的位移延性系数
• 3.3.4 耗能分析
• 3.3.5 钢筋应变和 CFRP 应变分析
• 3.3.6 试件的承载力对比分析
• 3.4 本章小结
• 第四章 碳纤维加固混凝土柱在低周水平反复荷载作用下的斜截面承载力计算
• 4.1 碳纤维加固混凝土柱材料的本构关系
• 4.1.1 钢材的本构关系
• 4.1.2 碳纤维布的本构关系
• 4.1.3 混凝土的本构关系
• 4.2 碳纤维加固混凝土柱抗剪机理
• 4.2.1 混凝土柱抗剪机理
• 4.2.2 碳纤维加固混凝土柱的抗剪机理
• 4.3 碳纤维加固混凝土柱承载力计算
• 4.3.1 基本假定
• 4.3.2 碳纤维加固混凝土柱承载力计算
• 4.4 本章小结
• 第五章 本文结论与展望
• 参考文献
• 致谢
• 在读期间取得的科研成果
• 作者简介