碳纤维布加固钢筋混凝土梁的性能分析研究

论文摘要

碳纤维布（Carbon Fiber Reinforced Polymer,简称CFRP）加固钢筋混凝土构件是一种新型结构加固方法。CFRP由于重量轻、强度高、易于施工、耐腐蚀等优点在国内外被广泛应用于土木工程加固中。本文针对碳纤维布加固钢筋混凝土梁,通过引用试验数据,从抗弯、抗剪和抗扭等三个方面对其力学性能的影响进行分析研究,主要内容如下:1在抗弯方面,对碳纤维布以不同方式粘贴,荷载以不同方式施加的12种工况24根梁的试验数据,得出碳纤维-拉应变的曲线,并进行曲线和承载力分析,提出碳纤维布加固钢筋混凝土梁的正截面抗弯承载力计算方法。研究表明,碳纤维能有效提高梁的抗弯承载力,在相同荷载作用下,纵向受力钢筋以及混凝土的应变明显减小。2在抗剪方面,通过对19根碳纤维布加固的钢筋混凝土梁的试验研究结果分析,提出了碳纤维布加固钢筋混凝土梁受剪承载力计算公式。采用碳纤维布加固对提高钢筋混凝土梁的受剪承载力有明显的效果,并可改善钢筋混凝土梁的变形性能,增强其变形能力。3在抗扭方面,对CFRP加固的10个钢筋混凝土受扭构件和1个同规格的对比试验构件进行了分析研究。分析了在不同工况下加固构件的破坏机理、破坏形态、加固构件的力学性能变化等,并提出相应的实用计算公式。研究表明,碳纤维能有效提高钢筋混凝土受扭构件的抗扭承载力及刚度、减小裂缝宽度、延缓裂缝开展速度并提高开裂荷载值。随着人们对碳纤维布优良的加固性能的深入研究和逐步认识,碳纤维在结构加固工程中必将得到广泛的应用。

论文目录

• 中文摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 碳纤维在土木工程加固中的应用及发展
• 1.3 碳纤维加固特点
• 1.4 目前的研究现状
• 1.5 本文研究的主要内容
• 第二章 碳纤维布加固钢筋混凝土梁的抗弯性能研究
• 2.1 引言
• 2.2 材料性能及试验测试内容
• 2.2.1 材料性能
• 2.2.2 所用试验结果的测试内容
• 2.3 试验结果与数据分析
• 2.3.1 荷载-CFRP拉应变曲线
• 2.3.2 CFRP的应变分析
• 2.3.3 承载力分析
• 2.3.4 低周反复荷载下的性能
• 2.4 碳纤维布对钢筋混凝土梁进行抗弯加固的设计计算
• 2.4.1 基本假定
• 2.4.2 粘贴CFRP梁的破坏形态
• 2.4.3 梁底面粘贴碳纤维布的抗弯承载力计算公式
• 2.4.4 梁侧面粘贴碳纤维布的抗弯承载力计算公式
• 第三章 碳纤维布加固钢筋混凝土梁的抗剪性能研究
• 3.1 引言
• 3.2 材料性能及试验测试内容
• 3.2.1 材料性能
• 3.2.2 所引用的试验测试内容
• 3.3 试验结果与数据分析
• 3.3.1 荷载-CFRP应变曲线
• 3.3.2 荷载-CFRP应变曲线分析
• 3.3.3 承载力分析
• 3.3.4 梁受剪破坏机理和破坏形态
• 3.4 碳纤维布对钢筋混凝土梁进行抗剪加固的设计计算
• 3.4.1 碳纤维布加固钢筋混凝土梁抗剪机理
• 3.4.2 碳纤维布加固钢筋混凝土梁破坏形态
• 3.4.3 碳纤维布加固钢筋混凝土梁抗剪计算基本假定
• 3.4.4 加固梁在达到极限状态时碳纤维布有效应变? cfv
• 3.4.5 碳纤维布加固钢筋混凝土梁抗剪承载力计算
• 第四章 碳纤维布加固钢筋混凝土梁的抗扭性能研究
• 4.1 引言
• 4.2 材料性能及试验测试内容
• 4.2.1 材料性能
• 4.2.2 所引用的试验测试内容
• 4.3 试验结果与数据分析
• 4.3.1 荷载-CFRP应变曲线
• 4.3.2 CFRP的应变分析
• 4.3.3 试件的承载力和破坏形态
• 4.3.4 试件的扭转刚度
• 4.3.5 试件的延性分析
• 4.4 碳纤维布对钢筋混凝土梁进行抗扭加固的设计计算
• 4.4.1 碳纤维布加固受扭构件的开裂扭矩
• 4.4.2 碳纤维布加固钢筋混凝土纯扭构件的破坏形态及抗扭机理
• 4.4.3 材料的本构关系
• 4.4.4 碳纤维加固钢筋混凝土纯扭构件计算模式
• 4.4.5 碳纤维条带加固钢筋混凝土受扭构件的全过程分析
• 第五章 主要结论和展望
• 5.1 主要结论
• 5.2 展望
• 参考文献
• 致谢