混杂梁裂纹发展规律与加固性能研究

摘要

裂纹对混凝土结构的性能，有着至关重要的影响。本文试验梁是根据新的结构设计思想，设计制作的普通钢筋和高强钢筋混合配筋的混杂梁。作者通过理论分析与试验研究，对“持荷封闭裂纹”加固前后混杂梁的裂纹发展规律和加固性能进行研究，并通过有限元分析验证试验结果。
　　本研究主要内容包括：①经“持荷封闭裂纹”加固后，混杂梁在达到加固持荷荷载前不开裂;混杂梁的再次开裂荷载大于加固时的实际持荷荷载。试验表明:未加固的混杂梁平均细观开裂荷载为3.93T，平均宏观开裂荷载为8.45T;在加固的持荷荷载分别为50％Mu、70％Mu和100％Mu时，混杂梁的实际加固持荷荷载为15.62T、25.72T和38.13T，加固后混杂梁再次开裂荷载分别为:16T、27T和40.5T，较加固持荷荷载分别提高了2.43％、4.98％和6.22％。②“持荷封闭裂纹”加固法，不仅能解决混杂梁正截面的开裂问题，而且还能解决混杂梁斜截面的开裂问题。试验表明:在三等分点加载至开裂后的试验梁，在50％Mu持荷加固后再次加载至50％Mu时，混杂梁不开裂;卸载后，更换原加载点至斜截面受力更为不利的新加载点，在达到加固持荷荷载前仍不开裂;在新加载点加载至70％Mu持荷加固后，再次加载至70％Mu时，混杂梁不开裂。③“持荷封闭裂纹”加固法，可以有效控制裂纹的出现和裂纹宽度的发展。通过“持荷封闭裂纹”加固法加固后的混杂梁，在荷载超过加固持荷荷载之前，混杂梁不开裂;再次开裂后，混杂梁裂纹宽度的发展能得到有效的控制。试验结果表明:在50％Mu持荷加固的混杂梁，加载至70％Mu时的最大裂纹宽度显著减小，仅为未加固的混杂梁一次加载至70％Mu时最大裂纹宽度的22.22％。④“持荷封闭裂纹”加固法，对极限荷载时梁体最终裂纹高度影响较小。试验表明:极限荷载时，裂纹快速发展，但混杂梁在加固前后裂纹的普遍止裂高度在(47cm,50cm)之间。⑤“持荷封闭裂纹”加固后，混杂梁的最终裂纹分布形态，由“宽”而“密”变为“窄”而“稀”。试验表明:在极限荷载时，未加固的混杂梁裂纹平均间距为9.08cm;而在70％Mu持荷加固的混杂梁裂纹平均间距为12.97cm，在100％Mu持荷加固的混杂梁裂纹平均间距的平均值为28.34cm。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 钢筋混凝土结构

1．2 钢筋混凝土结构病害

1．3 加固技术

1．3．1 加固技术总括

1．3．2 灌浆加固技术的国内外研究情况

1．4 持荷封闭裂纹加固混杂梁的前期研究

1．5 本文研究的主要内容和方法

1．5．1 主要研究内容

1．5．2 主要研究方法

第二章 混杂梁裂纹发展规律与“持荷封闭裂纹’’加固原理

2．1 普通钢筋混凝土梁受力过程与裂纹发展阶段

2．1．1 普通钢筋混凝土适筋梁

2．1．2 普通钢筋与高强钢筋混杂配置的钢筋混凝土梁

2．2 “持荷封闭裂纹”加固法的力学原理

2．3 断裂力学在钢筋混凝土结构中的应用

2．3．1 线弹性断裂力学基本原理

2．3．2 普通钢筋混凝土梁中钢筋的阻裂增强机理

2．3 本章小结

第三章 混杂梁加固试验设计

3．1 试验目的

3．2 试验设计

3．2．1 混杂梁的材料参数

3．2．2 混杂梁的设计参数

3．2．3 混杂梁的加固材料

3．2．4 混杂梁的开裂荷载和极限荷载

3．2．5 混杂梁的裂缝加固流程

3．2．6 试验采用的材料和仪器设备

3．2．7 混杂梁加载及数据采集

3．2．8 混杂梁试验工况

3．3 材料性能

3．3．1 混凝土的材料性能

3．3．2 钢筋的材料性能

3．3．3 灌缝胶的材料性能

3．4 本章小结

第四章 混杂梁裂纹发展规律与加固性能分析

4．1 未加固混杂梁裂纹发展规律

4．1．1 混杂梁一次加载至细观开裂荷载时的裂纹分布

4．1．2 混杂梁一次加载至宏观开裂荷载时的裂纹分布

4．1．3 混杂梁一次加载至50％Mu时的裂纹分布

4．1．4 混杂梁一次加载至70％Mu时的裂纹分布

4．1．5 混杂梁一次加载至100％Mu时的裂纹分布

4．1．6 混杂梁一次加载至100％Mu时的荷载-位移关系

4．2 混杂梁在不同荷载等级“持荷封闭裂纹”加固后的情况

4．2．1 混杂梁在50％Mu持荷加固后的情况

4．2．2 混杂梁在70％Mu持荷加固后的情况

4．2．3 混杂梁在100％Mu持荷加固后的情况

4．3 混杂梁一次加载至极限荷载“持荷封闭裂纹’’加固后的情况

4．3．1 混杂梁一次加载至极限荷载持荷加固后的情况

4．3．2 混杂梁在Mu持荷加固后的荷载-位移关系

4．4 混杂梁的加固性能

4．4．1 混杂梁的最终裂纹分布

4．4．2 混杂梁加固前后的受力对比

4．5 本章小结

第五章 有限元分析

5．1 有限元分析的主要内容

5．2 有限元模型建立

5．2．1 有限元模型基本参数选取

5．2．2 有限元建模及关键问题处理

5．2．3 有限元结果分析

5．3 本章小结

第六章 结论与展望

6．1 主要结论

6．2 展望

致谢

参考文献

在学期间发表的论文和取得的学术成果