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《重庆大学》 2004年
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碳纤维加固混凝土试件断裂破坏研究

丁军  
【摘要】:碳纤维加固混凝土结构技术作为一项新兴的、技术含量高的加固补强方法,具有很高的研究推广应用价值和极大的社会经济效益。在各种混凝土加固技术当中,碳纤维增强复合材料板(FRP)凭借其方便的施工、良好的加固效果以及较好的经济效益等优点逐渐成为世界各国的研究人员和工程师们研究的热点。本文以碳纤维加固混凝土试件为研究对象,采用有限元分析与试验相结合的方法,对用碳纤维板加固带初始裂纹缺口的混凝土试件的破坏机理进行探讨,分析研究了影响碳纤维板加固试件破坏形式的影响因素。 本文针对混凝土材料的材料特性,分析了混凝土材料的破坏过程,基于Hillerborg等人提出的虚拟裂纹模型,提出了适合本文研究的碳纤维加固混凝土试件的有限元计算分析模型,利用该有限元分析模型,对碳纤维加固混凝土试件进行了有限元分析,研究表明,对于碳纤维加固混凝土试件而言,存在三处导致加固试件最终破坏的过应力区域。一处在初始裂纹尖端附近,一处在碳纤维板板端附近,第三处在初始裂纹根部碳纤维与混凝土梁界面附近。根据最大拉应力理论,认为一旦混凝土的最大主应力大于混凝土材料的抗拉强度,就被视为混凝土开裂的微裂区域。本文主要从初始裂纹缺口的深度、碳纤维板的粘贴长度以及碳纤维板的粘贴厚度这三个方面分别来研究它们对三处过应力区域的影响。研究它们对这三处过应力区域的影响规律,探讨碳纤维加固混凝土试件的破坏断裂机理。并找到了碳纤维加固混凝土试件的破坏规律。对碳纤维加固混凝土试件在承受三点弯曲载荷下的断裂破坏模式进行预测。 另一方面,本文还对不同初始裂纹长度、不同碳纤维粘贴长度和不同碳纤维粘贴厚度的碳纤维加固试件进行了对比试验研究,试验研究结果表明本文在有限元分析研究中所提出的加固试件的破坏规律、破坏形式及其规律与试验结果吻合。
【学位授予单位】:重庆大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2004
【分类号】:TU375

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