用碱矿渣胶凝材料粘贴CFRP布加固混凝土梁受力性能研究

论文摘要

针对环氧类有机粘结胶软化点多介于60℃80℃,难以保证粘贴碳纤维布加固混凝土结构的抗火要求的问题,我所在的课题组成功研制出耐火极限不低于600℃的碱激发矿渣无机胶凝材料（以下简称碱矿渣胶凝材料）,这种无机胶凝材料的力学性能不低于环氧类有机胶。因此,研究用该碱矿渣胶凝材料粘贴碳纤维片材加固钢筋混凝土梁的受力性能具有一定的现实意义。现行的《碳纤维片材加固修复混凝土结构技术规程》（CECS146:2003）以及《混凝土结构加固设计规范》GB 50367-2006中对于用碱矿渣胶凝材料粘贴CFRP布加固混凝土梁的极限承载力的计算方法没有做出说明,对其在正常使用情况下的变形以及裂缝开展情况的计算方法也没有做出相关的阐述。因而需要对这类用碱矿渣胶凝材料粘贴碳纤维片材加固结构受弯构件的承载力、变形以及裂缝情况进行专门的分析与研究。针对上述问题,本文进行了6根用碱矿渣胶凝材料粘贴碳纤维布加固的混凝土梁的试验与研究。主要研究成果如下:（1）证明了用碱矿渣胶凝材料粘贴碳纤维布加固的混凝土梁可以避免碳纤维布与混凝土之间的剥离破坏,表明用碱矿渣胶凝材料粘贴碳纤维布加固混凝土结构构件是可行的。（2）对6根用碱矿渣胶凝材料粘贴碳纤维布加固混凝土梁的试验表明,若合理设计,可使破坏模式呈现受拉纵向钢筋先屈服,然后碳纤维布被拉断和呈现受拉钢筋先屈服,受压边缘混凝土达到极限压应变等两种理想破坏模式。（3）提出了用碱矿渣胶凝材料粘贴碳纤维布加固混凝土简支梁刚度、裂缝宽度、承载力的计算方法。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 课题背景
• 1.2 碱激发矿渣胶凝材料发展现状
• 1.3 国内外对CFRP 加固混凝土受弯构件的研究现状
• 1.4 用碱矿渣胶凝材料粘贴CFRP 加固混凝土梁存在的问题
• 1.5 本文开展的工作
• 第2章 用碱矿渣胶凝材料粘贴CFRP 布加固混凝土梁抗弯性能试验
• 2.1 试验目的
• 2.2 CFRP 布加固混凝土梁受弯性能试验设计
• 2.2.1 试验用混凝土梁的设计
• 2.2.2 材料的力学指标
• 2.2.3 混凝土梁的加固方案
• 2.3 试验加载装置及数据采集
• 2.3.1 试验方法、加载装置及制度
• 2.3.2 测试内容和测试方法
• 2.3.3 试验数据的获取
• 2.4 CFRP 布及碱激发矿渣胶凝材料的力学性能
• 2.5 用碱矿渣胶凝材料粘贴CFRP 片材对试验梁进行加固
• 2.5.1 碱激发矿渣胶凝材料的制备
• 2.5.2 粘贴CFRP 布的施工工艺
• 2.6 试验结果及初步分析
• 2.6.1 主要试验现象
• 2.6.2 跨中控制截面应变分布
• 2.6.3 特征荷载
• 2.6.4 荷载—跨中变形曲线
• 2.6.5 CFRP 布与钢筋应变
• 2.6.6 试件的裂缝
• 2.7 本章小结
• 第3章 用碱矿渣胶凝材料粘贴 CFRP 布加固混凝土梁正截面抗弯承载力分析
• 3.1 概述
• 3.2 破坏模式
• 3.3 加固梁正截面抗弯承载力解析分析
• 3.3.1 基本假定
• 3.3.2 试验梁正截面极限承载力
• 3.4 加固梁正截面抗弯承载力数值迭代计算
• 3.4.1 基本假定
• 3.4.2 基本方程
• 3.4.3 数值迭代计算过程
• 3.4.4 弯矩－曲率关系曲线对比
• 3.5 加固梁正截面抗弯承载力理论值与试验值比较
• 3.6 本章小结
• 第4章 用碱矿渣胶凝材料粘贴CFRP 布加固混凝土梁刚度及裂缝分析
• 4.1 概述
• 4.2 加固梁刚度计算分析
• 4.2.1 试验梁刚度分析
• 4.2.2 试验梁刚度理论计算值与试验值对比分析
• 4.3 加固梁裂缝计算分析
• 4.3.1 理论分析方法
• 4.3.2 实用计算方法
• 4.3.3 试验梁裂缝宽度计算值与试验值比较
• 4.4 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读学位期间发表的学术论文
• 致谢