氯盐侵蚀作用下TRC加固承载梁弯曲性能的研究

摘要

纤维编织网增强混凝土(Textile Reinforced Concrete,TRC)具有良好的承载、限裂和耐腐蚀的能力，适合应用于严酷环境下混凝土结构的修复加固。TRC的这些优点使其在建筑结构中具有广泛的应用前景。目前，关于常规环境下TRC加固混凝土结构力学性能研究较多，但关于其在腐蚀环境下的力学性能和耐久性能的研究还较少，尤其在承载加固条件下的研究也未见公开报道，这在一定程度上限制了TRC的应用。本文主要研究了氯盐干湿循环作用下TRC加固未承载钢筋混凝土(Reinforced Concrete,RC)梁和承载RC梁的受弯性能。未承载加固梁考虑了氯盐干湿循环及其与弯曲应力耦合作用等因素对加固梁受弯性能的影响。承载加固梁考虑了加固时承载应力大小、加固方式、纤维编织网种类、短切纤维掺量、盐水浓度、干湿循环及其与弯曲应力耦合作用等因素对加固梁受弯性能的影响。最后，基于试验结果，给出了氯盐条件下TRC加固RC受弯梁分析理论的计算公式。
　　对未承载加固梁的研究结果表明，随着干湿循环次数的增加，梁的最大裂缝宽度和跨中挠度增加，而开裂荷载、屈服荷载和极限荷载有降低趋势；随着腐蚀时弯曲应力的增大，梁的最大裂缝宽度会增加，屈服荷载和极限荷载会有所降低。在0.5弯曲应力的条件下，梁的裂缝宽度、极限荷载都有较大的下降。受持载腐蚀时初始挠度的影响，在同级加荷试验下梁的跨中挠度有所降低。
　　对承载加固梁的研究结果表明，在0.2和0.4承载应力加固梁时，TRC加固能起到很好的作用，使梁的裂缝宽度和挠度得到改善，增加了梁的承载力，但是在0.6承载应力时，TRC加固梁破坏模式的改变造成梁的整体性能有较大程度降低。使用预制TRC加固梁，在破坏形态上稍有不同，但在承载力提高和挠度控制上和现浇TRC相差不大，所以预制TRC加固梁也是可以应用到实际工程中的。使用碳纤维编织网制成的TRC在加固RC梁时承载力方面优于玄武岩纤维编织网制成的 TRC，细粒混凝土中掺加短切纤维使得加固效果有所加强。随着盐水浓度和干湿循环次数的增加，梁的裂缝宽度和挠度有增大趋势，梁的承载力有所降低；随着腐蚀时弯曲应力的增大，梁的极限承载力有所下降，裂缝宽度有增大的趋势，但是钢筋屈服前梁的裂缝宽度和挠度控制较好。
　　基于极限分析理论和试验结果，给出了氯盐干湿循环下 TRC加固混凝土梁的极限承载力公式，采用公式得到的计算结果与试验结果吻合良好。

目录

声明

致谢

变量注释表

1 绪论

1.1 研究背景和意义（Background and Signification）

1.2 TRC材料性能的研究（Study on Properties of TRC）

1.3 TRC加固RC梁受力性能的研究(Study on Mechanical Properties of RC Beam Strengthened with Textile Reinforced Concrete)

1.4 氯盐侵蚀环境和荷载耦合作用下 RC 梁抗弯性能的研究(Study on Flexural Behavior of RC Beams Under the Coupling Action of Load and Chloride Erosion Environment)

1.5FRP加固RC梁二次受力抗弯性能的研究(Study on Flexural Behavior of RC Beam Strengthened with FRP under Secondary load)

1.6钢丝网加固RC梁二次受力抗弯性能的研究(Study on Flexural Behavior of RC Beam Strengthened with Ferrocement under Secondary load)

1.7目前研究中主要存在的问题(The Main Problem in Present Study)

1.8 研究内容（Contents）

2 试验方案总体设计

2.1试验材料（Test Materials）

2.2试件设计（Specimen Design）

2.3 加固方案（Reinforcement Program）

2.4荷载和干湿循环耦合方式（Coupling action of Load and dry wet cycles）

2.5钢筋锈蚀率的测定（Determination of corrosion rate of steel bars）

2.6 测点布置及试验仪器（Measuring Points and Test Equipment）

2.7 加载方案（Loading Program）

2.8 试件分组（Specimen Grouping）

3 氯盐侵蚀作用下 TRC 加固未承载 RC 梁弯曲性能的研究

3.1 引言（Introduction）

3.2试验结果汇总(Summary of Experimental Results)

3.3破坏特征及裂缝分析(Failure Modes and Crack Development)

3.4 承载力分析（Analysis of Bearing Capacity）

3.5 荷载-挠度分析(Analysis of Load-Deflection)

3.6 试验梁截面应变分析（Analysis of Test Beam Section Strain）

3.7 本章小结（Conclusion）

4 氯盐侵蚀作用下 TRC 加固承载 RC 梁弯曲性能的研究

4.1 引言(Introduction)

4.2试验结果汇总(Summary of Experimental Results)

4.3破坏特征及裂缝分析(Failure Modes and Crack Development)

4.4承载力分析（Analysis of Bearing Capacity）

4.5 荷载-挠度分析(Analysis of Load-Deflection)

4.6试验梁截面应变分析（Analysis of Test Beam Section Strain）

4.7 本章小结(Conclusion)

5 TRC加固RC受弯梁分析计算

5.1 引言（Introduction）

5.2 氯盐侵蚀作用下TRC加固未承载RC梁承载力计算(Bearing Capacity Calculationof First Load RC Beams Strengthened with TRC Under the Action of Chloride Erosion)

5.3 氯盐侵蚀作用下TRC加固承载RC梁承载力计算(Bearing Capacity Calculationof Secondary Load RC Beams Strengthened with TRC Under the Action of Chloride Erosion)

5.4 本章小结（Conclusion）

6 结论与展望

6.1 结论（Conclusion）

6.2 展望（Outlook）

参考文献

作者简历

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