论文题目: 碳纤维布加固木结构构件的性能研究
论文类型: 硕士论文
论文专业: 结构工程
作者: 周钟宏
导师: 刘伟庆
关键词: 碳纤维布,木结构,加固,受弯,轴心受压,承载力
文献来源: 南京工业大学
发表年度: 2005
论文摘要: 木结构是我国古建筑的主要结构形式,我国现存大量的木结构民居、桥梁、寺庙、楼塔、馆阁、衙署和牌坊等古建筑,但它们使用年数已久,结构残损严重,抗震能力严重不足。应用碳纤维布加固技术是加固修复木结构的一条有效途径,能取得优良的加固与外观效果。然而国内外还没有碳纤维布加固木结构的技术规程,导致木结构加固设计无据可依,抑制了该项技术的推广应用。 本文针对碳纤维布加固木结构技术,基于国内外在此方面的研究现状,主要开展了以下几个方面的研究工作: 1.通过10根矩形截面木梁的受弯试验,探讨了试件尺寸、碳纤维布粘贴方案等因素对加固效果的影响,研究了碳纤维布加固木梁的破坏特征,分析了受弯木构件的抗弯承载力、跨中截面上应变的分布规律以及CFRP对其抗弯刚度的影响。试验结果表明,采取碳纤维布加固木梁,其承载力得到大幅度的提高,变形性能得到显著的改善,加固前后截面应变均符合平截面假定。 2.通过24根圆形截面木柱的轴心受压试验,探讨了构件长细比、纵横向碳纤维布的设置方式等因素对加固效果的影响,研究了碳纤维布加固木柱的破坏特征,分析了轴心受压木构件的极限承载力、体积变形特性以及CFRP对其抗压刚度、抗侧刚度的影响。首次提出了沿轴心受压木构件的纵向粘贴碳纤维布,试验结果表明,纵向CFRP可以显著改善构件的抗侧性能,大幅度提高其极限承载力,显著改善其变形性能,取得了良好的加固效果。 3.基于现行木结构设计规范中的承载力计算公式,根据本文试验结果以及国外研究成果,本文建立了木材的非线性分析模型,推导了碳纤维布加固木结构构件的极限承载力计算公式,公式计算结果与试验数据吻合较好。最终提出了碳纤维布加固木结构的相应设计方法和建议,可供工程应用参考。
论文目录:
摘要
Abstract
第一章 绪论
1．1 CFRP加固土木结构的概述
1．2 木结构加固方法的研究现状
1．2．1 传统木结构加固方法
1．2．2 碳纤维加固木结构新方法
1．3 本文的主要研究工作
第二章 材料性能与试件制作工艺研究
2．1 试验材料性能
2．1．1 木材的物理力学性能
2．1．2 碳纤维布的性能
2．1．2．1 CFRP材料的优点
2．1．2．2 CFRP材料的缺点
2．1．3 胶粘剂的性能
2．2 试件制作工艺
2．2．1 木材的加工工艺
2．2．2 粘贴碳纤维布工艺
2．2．3 影响试件性能的因素分析
2．3 本章小结
第三章 碳纤维布加固木梁的受弯试验研究
3．1 引言
3．2 试验设计
3．2．1 试件设计
3．2．2 加载方案与量测方案
3．3 试验结果及其分析
3．3．1 试验现象及破坏特征
3．3．2 荷载-应变关系
3．3．3 荷载-挠度关系
3．3．4 平截面应变
3．4 本章小结
第四章 碳纤维布加固短木柱的轴心受压试验研究
4．1 引言
4．2 试验设计
4．2．1 试件设计
4．2．2 加载方案与量测方案
4．3 试验结果及其分析
4．3．1 试验现象及破坏特征
4．3．2 荷载-应变关系
4．3．3 荷载-位移关系
4．3．4 等效应力-体积应变关系
4．4 本章小结
第五章 碳纤维布加固长木柱的轴心受压试验研究
5．1 引言
5．2 试验设计
5．2．1 试件设计
5．2．2 加载方案与量测方案
5．3 试验结果及其分析
5．3．1 试验现象及破坏特征
5．3．2 荷载-应变关系
5．3．3 荷载-位移关系
5．3．4 荷载-挠度关系
5．4 本章小结
第六章 碳纤维布加固木结构构件的理论分析
6．1 引言
6．2 碳纤维布加固木梁的理论分析
6．2．1 计算分析的基本假定
6．2．2 未加固矩形截面木梁的抗弯承载力计算方法
6．2．3 碳纤维布加固木梁的抗弯承载力计算方法
6．2．4 计算值与试验值比较
6．3 碳纤维布加固木柱的理论分析
6．3．1 现有碳纤维布加固轴心受压构件的承载力计算方法
6．3．2 对现有约束混凝土柱强度模型的分析
6．3．3 碳纤维布加固木结构柱的轴心受压承载力计算方法
6．3．4 计算值与试验值比较
6．4 碳纤维布加固木结构的设计步骤与建议
6．4．1 CFRP加固木梁的设计步骤
6．4．2 CFRP加固木梁的设计建议
6．4．3 CFRP加固木柱的设计建议
6．5 本章小结
第七章 结语
参考文献
攻读硕士学位期间发表文章及参与的科技活动
致谢
发布时间: 2005-10-13
参考文献
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