CFRP补强（加固）钢筋混凝土开孔平板的试验研究

摘要

随着智能建筑的大量出现，各种建筑辅助设施(如供水(气、电)系统，空调系统，消防，识别，预警系统，办公自动化系统，工业自动化生产线等)变得越来越庞大而复杂，这些辅助设施往往需要在混凝土板上开孔穿过。混凝土板开孔后会改变板的受力性能，降低板的承载能力，因此开孔板的加固成为目前具有重要理论意义和显著现实意义的研究课题。 碳纤维增强复合材料(CFRP，CarbonFiberReinforcedPolymer)是土木结构工程中的一种新型材料，它具有强度高、重量轻、耐腐蚀、耐久性好等诸多优点，近年来发展十分迅速，当前已被广泛应用于混凝土结构的加固与补强。迄今，国内外对CFRP加固梁已有较多研究，但对CFRP加固板，尤其是加固开孔板研究尚不多见。 因此，本文在前人已有相关研究成果的基础上，着重研究体外粘贴CFRP加固钢筋混凝土开孔平板的受力性能。通过5块开孔平板的加固试验，主要从开裂荷载、极限荷载、弯曲变形和破坏形态等几个方面分析构件的加固效果，重点研究了粘贴层数、开孔尺寸和开孔位置等因素对构件加固效果的影响。 试验结果表明，经外贴CFRP加固后，钢筋混凝土开孔平板的极限承载力、极限弯曲变形均得到明显提高，构件的抗裂性能也有一定程度的提高。此外，本文描述了构件从开裂到破坏的全过程，对裂缝的发展也进行了详细的描述。本文通过对孔角混凝土应力的有限元分析，提出了加固构件开裂荷载的计算公式，开裂荷载的计算结果与试验值吻合较好。同时，通过对试验数据的分析，给出了屈服线上CFRP条带应力的合理取值并应用屈服线理论对加固板的极限承载力进行了计算，计算结果与试验结果基本吻合。 最后，本文应用有限元分析软件ANSYS对加固板试验的全过程进行了模拟，有限元分析表明加固板的极限承载力得到提高，CFRP延缓了裂缝的开展和延伸，这与试验结果相一致。

目录

文摘

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第一章绪论

第二章试验方案与内容

第三章实验结果及数据分析

第四章构件开裂荷载计算及粘结破坏机理分析

第五章加固板极限承载力计算

第六章加固板的有限元分析

第七章设计建议及全文结论

参考文献

致谢

读硕士期间发表的论文