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《武汉理工大学》 2009年
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CFRP加固RC梁变形性能的试验研究及理论分析

蒋元平  
【摘要】: 综观历史,从第二次世界大战结束至今的60多年间,建筑业大致经历了三个不同的发展时期,即大规模新建、新建与加固补强并举和旧建筑的加固补强。统计资料显示,我国目前正处于从第一发展时期迈向第二发展时期的过程中。在此期间,一方面新的建筑在不断建设;另一方面,过去建造的诸多建筑由于众多因素已不能满足社会的需求,需要进行加固补强。这在很大程度上推动了建筑物加固补强技术方面的课题研究。在众多的加固补强技术中,纤维增强复合材料(FiberReinforced Polymer/Plastic,简称FRP)由于其抗拉强度高、施工简便、耐久耐腐、适宜面广、自重轻、不增加截面尺寸等优点而被广泛应用于混凝土结构及其它结构的加固中,特别是碳纤维布(CFRP)的应用。 然而CFRP用于混凝土加固技术的实践应用远超前于设计理论的发展。且多数学者的研究局限于弯、剪、压的基本试验以及疲劳性、耐久性、粘结强度等方面的研究,对CFRP加固混凝土结构以后裂缝、挠度如何开展,裂缝宽度、挠度变形如何计算等诸多问题在国内外尚未有成熟的研究成果。在《碳纤维片材加固混凝土结构技术规程》(CECS 146:2003)第4.3.5条也明确指出:“因为没有成熟的研究成果,本规程未给出加固后正常使用阶段的裂缝和变形的验算方法”。有待进一步研究。 本文采用理论分析与试验研究相结合的方法对CFRP布加固预裂钢筋混凝土梁的抗裂性能、变形性能进行了研究。本次试验采用10根相同截面尺寸试验梁,包括2根对比梁,8根CFRP布粘贴加固梁。主要考虑混凝土强度、比值(配筋率与钢筋直径d的比值)以及保护层厚度三个影响因素,采用两点静力加载。研究内容主要包括以下几点: 1)探讨CFRP加固钢筋混凝土梁的正常使用阶段裂缝、挠度的发展规律; 2)寻找CFRP布加固钢筋混凝土梁在正常使用阶段的裂缝、挠度影响因子; 3)提出加固钢筋混凝土梁的裂缝、挠度计算模式; 4)利用ANSYS有限元结构分析程序验证计算模式的可靠性。 研究表明,CFRP布粘贴加固可以明显抑制钢筋混凝土梁裂缝、挠度发展。在对普通钢筋混凝土梁裂缝计算模式的基础上得出了CFRP布加固钢筋混凝土梁的最大裂缝宽度的计算模式;以钢筋混凝土基本理论和力学原理为出发点,提出了钢筋混凝土加固梁的刚度及挠度计算模式。ANSYS分析结果、理论计算结果与试验实测值吻合较好,达到了试验预期目标和研究目的。为完善CFRP加固技术规范,改进加固设计方法,拓展加固技术提供科学依据。
【学位授予单位】:武汉理工大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2009
【分类号】:TU375.1

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