碳纤维板“嵌入式”加固钢筋混凝土少筋梁受弯性能试验研究

摘要

钢筋混凝土结构是土木工程中采用最普遍的工程结构之一。但钢筋混凝土结构在其使用过程当中，由于长期受到荷载作用、环境腐蚀以及损伤疲劳等不利因素的影响，使得钢筋混凝土结构的承载能力和安全使用年限大大降低。因此，对现已存在的大量已建钢筋混凝土结构进行加固维修，及时消除结构的安全隐患，是保证结构在后期安全使用行之有效的手段。碳纤维片材由于其材质轻、强度大、耐腐蚀及抗疲劳效果好、施工简单方便等诸多优点，使得其在加固领域里得到广泛应用。该技术也已引起愈来愈多的国内外学者的重视，其应用研究领域也在不断地扩展。本文结合江西省自然科学基金项目：完好与损伤钢筋混凝土梁的FRP嵌入式加固机理与可修复性研究（2010GZC0035）对碳纤维板嵌入式加固钢筋混凝土少筋梁受弯性能进行了深入的试验研究，本论文的主要研究内容包括：
　　1．通过查阅已有碳纤维板“嵌入式”加固钢筋混凝土少筋梁试验研究技术方面的相关资料，选择合理的梁的结构尺寸、混凝土强度、配筋率以及碳纤维品种、尺寸制作试验研究构件，用来研究其受弯方面的性能。
　　2．制备了五根钢筋混凝土少筋梁试件，对这些钢筋混凝土少筋梁试件采取了不同的加固方式并对其进行了室内试验研究，试验中主要考虑了在嵌入不同的碳纤维板加固量及嵌入不同长度的碳纤维板条时，其对钢筋混凝土少筋梁构件受弯性能方面的影响；对碳纤维板“嵌入式”加固钢筋混凝土少筋梁的应力－应变、荷载－跨中挠度、梁跨中沿截面高度应变、极限荷载以及碳纤维板条跨中应变等力学性能进行了研究和分析。
　　3．通过参考碳纤维板“嵌入式”加固钢筋混凝土适筋梁受弯破坏时正截面承载力理论计算方法，推导出了碳纤维板“嵌入式”加固钢筋混凝土少筋梁受弯破坏时的正截面承载力理论计算公式，并对试验中的某些加固梁受弯破坏时的承载力理论值进行了计算，从而验证了理论计算公式的准确性。
　　4．通过有限元分析软件Ansys建立了实验研究模型，并对所建试验模型进行了跨中挠度模拟分析，对比分析了模拟值与试验值之间的差异及产生差异的原因，就采用有限元软件分析对碳纤维片材嵌入式加固钢筋混凝土梁的受弯性能的可行性做了初步验证。

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第一章 绪论

1.1 概述

1.2 建筑结构加固技术简介

1.3 两种FRP加固技术简介

1.4 碳纤维（CFRP）加固技术的研究现状

1.5 本文研究的主要内容

第二章 碳纤维板“嵌入式”加固钢筋混凝土少筋梁受弯性能试验研究

2.1 试验目的

2.2 试验方案设计

2.3 试验结果

2.4 试验结果分析

2.5 本章小结

第三章 加固梁受弯性能理论分析

3.1 碳纤维（CFRP）板加固梁的工作原理

3.2 加固梁的破坏形态及其分析

3.3 加固后的少筋梁的正截面承载力计算

第四章 加固梁受弯性能Ansys有限元分析

4.1 引言

4.2 钢筋混凝土结构有限元模型

4.3 单元类型与材料本构关系

4.4 Ansys建模

4.5 本章小结

第五章 结论与展望

5.1 本文结论

5.2 研究展望

参考文献

个人简历 在读期间发表的学术论文

致谢