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《东南大学》 2004年
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外贴碳纤维(CFRP)加固梁斜截面受力性能的实验研究

郝震  
【摘要】:对于钢筋混凝土梁来说,结构设计和构造时的差错、施工质量低、结构的使用功能发生变化、环境的腐蚀和构件的年久失修等因素都可能使其抗剪能力不足而需要进行加固。近年来,纤维增强复合材料(FRP)在土木工程领域的应用日益广泛。尤其是碳纤维材料(CFRP)具有诸多优点,在对钢筋混凝土梁进行加固补强的实际应用中取得了明显的效果。但由于受剪破坏的机理比较复杂,与正截面抗弯加固相比,碳纤维加固梁斜截面抗剪性能的研究尚不成熟。 本文通过16根钢筋混凝土简支梁外贴CFRP抗剪加固的实验研究,观测了实验梁发生破坏的全过程和破坏形态,分析了构件的破坏模式、承载力的影响因素和斜截面纤维应变的分布特征。实验结果表明,外贴CFRP可有效提高构件斜截面的承载能力,一般在环形条带封闭加固时发生CFRP的断裂破坏,在U形条带非封闭加固时发生纤维与混凝土界面的剥离破坏。无论何种破坏,其斜截面纤维应变的分布是不均匀的,纤维材料强度并不能得到充分利用。根据实验结果,本文进一步讨论了加固构件的破坏机理和受力模型,总结了斜截面纤维应变分布的规律和相关因素,综合考虑裂缝倾角的影响,建立了与构件剪跨比的关系式。在此基础上,分析了不同破坏模式下纤维最大应力的确定方法,给出了CFRP加固梁抗剪承载力的计算公式。通过计算值与实测值的比较,发现两者吻合较好。 同时,本文利用有限元分析软件ANSYS对实验梁的受剪全过程进行了初步的模拟分析,建立了加固构件的非线性有限元分析模型。以此与实验及理论分析的结论相对照,并为进一步的研究提供了一些思路。
【学位授予单位】:东南大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2004
【分类号】:TU375.1

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