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高性能水泥复合砂浆钢筋网薄层加固RC梁疲劳性能试验研究

2020-12-07阅读(136)

高性能水泥复合砂浆钢筋网薄层加固RC梁疲劳性能试验研究

论文摘要

高性能水泥复合砂浆钢筋网薄层（High Performance Ferrocement Laminate,简称HPFL）是一种新型的无机材料,具有强度高、收缩小、与混凝土粘结性能好等一系列优点。采用高性能水泥复合砂浆钢筋网薄层加固混凝土构件能有效地提高构件的承载力、刚度、延性和抗裂性能。但是以往的研究主要集中在静力性能方面,在疲劳性能方面所做研究工作还不够。因此本文对HPFL加固混凝土梁的疲劳性能进行了研究,主要做了以下方面的工作:（1）对1根对比梁和4根HPFL加固梁进行了较大荷载作用下的疲劳试验。结果表明在超载情况下构件发生疲劳破坏的模式为梁底受拉钢筋首先疲劳断裂,然后顶部混凝土压碎。加固梁的疲劳寿命比未加固梁有了较大的提高,跨中挠度降低,裂缝间距和数量明显减少,受压区边缘混凝土应变和梁底受拉钢筋应变也均显著减小。（2）对4根HPFL加固梁进行了一般荷载水平作用下的疲劳试验。200万次之后未发生疲劳破坏,这证明HPFL加固法是可以应用于疲劳加固的。试验结果显示,在疲劳200万次之后的静载破坏试验中,加固层端部没有植剪切销钉的试件发生了端部加固层与梁混凝土的剥离破坏,而植入了剪切销钉的3根试件均未发生这种破坏模式。这表明加固时在梁端部植入剪切销钉,对于避免发生加固层端部剥离的破坏模式是非常有效的。（3）对HPFL加固混凝土梁的疲劳性能进行了理论分析。采用换算截面法,考虑混凝土疲劳变形模量随疲劳荷载循环次数的变化,推导出了HPFL加固混凝土梁的疲劳应力计算公式。对疲劳试验数据进行拟合,得到了钢筋的S-N曲线,可以用来预测加固梁的疲劳寿命。利用刚度折减系数法推导了HPFL加固混凝土梁疲劳刚度的计算式,计算值与试验结果吻合较好。

论文目录

  • 摘要
  • Abstract
  • 第1章 绪论
  • 1.1 工程结构加固的现状
  • 1.2 建筑结构加固的原因
  • 1.2.1 结构缺陷
  • 1.2.2 结构损伤
  • 1.2.3 意外灾害
  • 1.2.4 使用不当
  • 1.2.5 设计标准和使用要求改变
  • 1.3 桥梁结构加固的原因
  • 1.3.1 承载能力不足
  • 1.3.2 荷载标准不明
  • 1.3.3 桥面不平整
  • 1.3.4 桥面栏杆破损
  • 1.3.5 构件上小的损坏为及时修复
  • 1.4 结构加固技术
  • 1.4.1 裂缝修补技术
  • 1.4.2 托梁拔柱技术
  • 1.4.3 加大截面加固技术
  • 1.4.4 外包钢加固技术
  • 1.4.5 预应力加固技术
  • 1.4.6 粘钢加固技术
  • 1.4.7 粘贴碳纤维加固技术
  • 1.4.8 其它加固技术
  • 1.5 高性能水泥复合砂浆钢筋网加固法
  • 1.5.1 高性能水泥复合砂浆钢筋网加固法的特点
  • 1.5.2 高性能水泥复合砂浆钢筋网加固法的研究现状
  • 1.6 钢筋混凝土构件的疲劳性能研究状况
  • 1.7 加固混凝土梁的疲劳性能研究状况
  • 1.8 课题来源和问题的提出
  • 1.9 本文的主要研究内容
  • 第2章 HPFL 加固RC 梁疲劳性能试验方案
  • 2.1 试验目的
  • 2.2 试件设计
  • 2.3 加固方式
  • 2.4 加固流程及要点
  • 2.4.1 原构件表面混凝土处理
  • 2.4.2 界面粗糙度测定
  • 2.4.3 绑扎钢筋网
  • 2.4.4 植剪切销钉
  • 2.4.5 涂抹界面剂
  • 2.4.6 抹复合砂浆
  • 2.4.7 养护
  • 2.5 加载方案
  • 2.6 试验装置
  • 2.7 测点布置
  • 第3章 HPFL 加固RC 梁疲劳试验结果及分析
  • 3.1 静载对比试验结果
  • 3.1.1 对比梁A0 试验现象及结果
  • 3.1.2 加固梁A1 试验现象及结果
  • 84 在较高疲劳荷载作用下试验结果'>3.2 8084 在较高疲劳荷载作用下试验结果
  • 3.2.1 对比梁80 试验现象及结果
  • 3.2.2 加固梁81 试验现象及结果
  • 3.2.3 加固梁82 试验现象及结果
  • 3.2.4 加固梁83 试验现象及结果
  • 3.2.5 加固梁84 试验现象及结果
  • C4 在较低疲劳荷载作用下试验结果'>3.3 C1C4 在较低疲劳荷载作用下试验结果
  • 3.3.1 加固梁C1 试验现象及结果
  • 3.3.2 加固梁C2 试验现象及结果
  • 3.3.3 加固梁C3 试验现象及结果
  • 3.3.4 加固梁C4 试验现象及结果
  • 3.4 对试验结果的进一步分析
  • 3.4.1 疲劳寿命与破坏形态
  • 3.4.2 挠度
  • 3.4.3 应变
  • 3.4.4 裂缝
  • 3.5 本章小结
  • 第4章 HPFL 加固RC 梁疲劳性能理论分析
  • 4.1 钢筋混凝土材料的疲劳性能
  • 4.1.1 混凝土的疲劳
  • 4.1.2 普通钢筋的疲劳
  • 4.2 HPFL 加固混凝土梁疲劳应力计算
  • 4.3 HPFL 加固混凝土梁疲劳寿命预测
  • 4.4 HPFL 加固混凝土梁疲劳刚度分析
  • 4.4.1 疲劳荷载作用下加固梁跨中挠度变化规律
  • 4.4.2 疲劳荷载作用下加固梁刚度计算
  • 4.5 本章小结
  • 结论
  • 参考文献
  • 致谢
  • 附录A 攻读学位期间所发表的学术论文

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