预应力钢丝-玄武岩纤维复合板抗弯加固混凝土梁试验研究

摘要

近年来.纤维增强复合材料（Fiber Reinforced Polymer/Plastic，简称FRP）以其轻质、高强、耐腐蚀，施工方便等优点，开始应用于混凝土结构的加固中。但是，由于存在价格昂贵和弹性模量低、延性差等缺点，因此难以在土木工程领域得到大面积的推广和普及。
　　 钢丝-玄武岩纤维复合板是一种新型复合材料，它结合了钢材和FRP各自的优势，具有高强度、高弹模、延性好、耐腐蚀、低成本等特点，是一种理想的加固材料。本文在已有研究的基础上，对钢丝-玄武岩纤维复合板做了进一步的研究，研究工作主要包括：
　　 利用真空模压成型工艺对传统的手糊工艺进行改进，制作完成了材质均匀的复合板材，并对其完成了单向拉伸作用下的强度、刚度、应力-应变关系等性能进行了研究；基于组成材料的本构关系，通过复合法则，对钢丝-玄武岩纤维复合板的单向拉伸性能进行了理论预测并给出理论计算模型，并与试验结果进行比较。
　　 进行了预应力钢丝-玄武岩纤维复合板加固混凝土梁试验，研究分析了预应力钢丝-玄武岩纤维复合板加固混凝土梁的受力性能，张拉控制应力、复合板的钢丝含量对钢丝-玄武岩纤维复合板加固混凝土梁受力性能的影响，研究表明：预应力钢丝-玄武岩纤维复合板的加固效果明显好于非预应力复合板，有效地提高了混凝土梁的开裂荷载和整体刚度，抑制了裂缝的开展。
　　 基于本文试验结果，对预应力钢丝-玄武岩纤维复合板加固混凝土梁的设计理论进行了研究。提出了预应力钢丝-玄武岩纤维复合板加固混凝土梁抗裂度、抗弯承载力以及混凝土梁正常使用极限状态下裂缝宽度和挠度的设计建议。并与试验结果进行对比，二者吻合较好。

目录

文摘

英文文摘

第一章 绪论

1.1 研究背景

1.2 FRP板材用于混凝土结构加固的研究与应用

1.2.1 FRP板加固混凝土结构的研究与应用

1.2.2 预应力FRP加固技术的研究与应用

1.2.3 FRP板加固混凝土结构目前存在的问题

1.3 钢丝-玄武岩纤维复合板

1.3.1 常用纤维的优缺点及存在的共性问题

1.3.2 综合性能优异的钢丝-玄武岩纤维复合板

1.4 本文研究的主要内容

参考文献

第二章 钢丝-玄武岩纤维复合板的制备

2.1 引言

2.2 真空导入工艺

2.2.1 工艺流程

2.2.2 真空导入工艺的优缺点

2.3 真空模压工艺制备钢丝-玄武岩纤维复合板

2.3.1 材料的选择

2.3.2 制作工艺

2.4 本章小结

参考文献

第三章 钢丝-玄武岩纤维复合板力学性能试验研究及理论分析

3.1 概述

3.2 钢丝-玄武岩纤维复合板力学性能试验研究

3.2.1 钢丝、BFRP及粘结剂的材性试验及力学参数

3.2.2 钢丝-玄武岩纤维复合板试件准备及各试件基本参数

3.2.3 试件端部锚固

3.2.4 拉伸试验

3.3 钢丝-玄武岩纤维复合板力学性能理论分析

3.3.1 钢丝-玄武岩纤维复合板单向拉伸应力.应变关系曲线理论计算模型

3.3.2 试验值与理论值的比较

3.4 本章小结

参考文献

第四章 预应力钢丝-玄武岩纤维复合板加固混凝土梁抗弯性能试验研究

4.1 引言

4.2 试验梁的设计与制作

4.2.1 试验梁的设计

4.2.2 试件的张拉锚固工艺

4.2.3 加载方案和量测内容

4.3 试验结果与分析

4.3.1 各试件破坏特征及荷载-位移曲线

4.3.2 荷载-位移曲线分析

4.3.3 平截面假定的验证

4.3.4 荷载-应变曲线分析

4.3.5 裂缝形态分析

4.4 本章小结

参考文献

第五章 预应力钢丝-玄武岩纤维复合板加固混凝土梁设计方法

5.1 引言

5.2 承载能力极限状态的计算

5.2.1 材料本构关系

5.2.2 基本假定

5.2.3 消压弯矩

5.2.4 弯曲破坏形态及其判别

5.2.5 理论值与试验值的比较

5.3 正常使用极限状态的计算

5.3.1 抗裂度计算

5.3.2 裂缝计算

5.3.3 挠度计算

5.4 本章小结

参考文献

第六章 结论与展望

6.1 本文的主要结论

6.2 展望

致谢

作者攻读硕士期间发表的学术论文