持载与干湿循环下CFRP加固钢筋混凝土梁的耐久性研究

摘要

随着我国经济的快速发展，高强混凝土的应用日益广泛。而由于外界环境的作用，混凝土结构的加固问题日益显著。近年来，碳纤维增强复合材料（CFRP）以其轻质高强、耐腐蚀性能好等优点，在混凝土结构加固领域中的应用得到迅速发展。而在我国沿海区域，加固后的混凝土结构不仅受到氯离子、干湿循环的侵蚀，还要承受荷载的作用，结构的各项性能受到影响。因此，正确地评估CFRP加固结构的耐久性能对结构的安全使用有重要意义。
　　本文采用强度等级为C60的高强混凝土，对干湿循环单因素作用、持载和干湿循环共同作用下的CFRP加固钢筋混凝土梁进行四点加载，测定劣化环境作用后，CFRP加固钢筋混凝土梁的承载力、破坏方式、挠度、CFRP应变、钢筋应变、混凝土应变和裂缝开展的变化，并对CFRP加固梁的破坏机理进行分析。研究结果表明，干湿循环和持载作用后，CFRP加固梁的性能发生劣化，CFRP对钢筋混凝土梁裂缝发展的抑制能力减弱，剥离破坏面逐渐由混凝土表层向胶层与混凝土间的粘结面发展；加固梁的极限荷载、跨中极限挠度、CFRP极限应变整体呈下降趋势，后期刚度显著降低，且随着持载等级提高，退化程度进一步加剧。通过对CFRP加固钢筋混凝土梁组成要素的分析可以发现，干湿循环对混凝土强度、钢筋的性能没有明显不利影响，结构胶强度以及CFRP与混凝土界面粘结强度的降低是导致CFRP加固梁整体性能退化的主要原因。

目录

1 绪论

1.1 研究背景及意义

1.2 高强混凝土的性能及应用

1.3 FRP-混凝土界面耐久性的研究现状

1.4 FRP加固梁耐久性的研究现状

1.5 本文主要研究内容

2 CFRP加固钢筋混凝土梁的试验设计

2.1 引言

2.2 试验概况

3 持载与干湿循环作用下CFRP加固钢筋混凝土梁的性能分析

3.1 引言

3.2 破坏形态

3.3 极限荷载和跨中极限挠度

3.4 荷载-挠度曲线

3.5 跨中钢筋与CFRP的应变

3.6 跨中截面混凝土应变

3.7 梁底CFRP应变分析

3.8 裂缝分布与开展

3.9 剥离破坏机理分析

3.10 本章小结

4 CFRP加固钢筋混凝土梁中部剥离承载力计算

4.1 引言

4.2 加固梁剥离承载力计算方法

4.3 加固梁剥离承载力计算的相关模型

4.4 本章小结

5 结论与展望

5.1 结论

5.2 展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表学术论文情况

致谢