CFRP侧面加固钢筋混凝土梁负弯矩区抗弯性能试验研究

摘要

随着碳纤维材料补强加固混凝土结构技术在土木工程中的广泛应用,国内外众多学者对纤维材料加固混凝土构件的极限承载力进行了大量的试验研究和理论探索. 目前,国内外对钢筋混凝土梁负弯矩区的加固主要是采取顶面粘贴CFRP的方式,而对梁侧面粘贴的加固方式研究较少,主要是因为梁-柱节点处纤维布的锚固问题以及侧面粘贴时CFRP的利用率等问题还有待进一步研究. 在前人研究的基础上,本文通过1根对比梁和6根加固梁模拟实际构件的加固与受力过程,对梁侧面粘贴碳纤维布加固钢筋混凝土梁负弯矩区抗弯性能进行了研究.根据试验结果探讨了三种不同节点锚固方式的加固效果、加固机理及极限承载力计算方法.然后采用有限元(ANSYS)方法模拟分析梁侧面粘贴碳纤维布加固梁负弯矩区,分析结果与试验结果吻合良好. 试验及分析研究结果表明,采用梁侧面粘贴碳纤维布加固钢筋混凝土梁的负弯矩区能起到一定的加固效果.梁-柱节点处碳纤维布锚固方式中,刚性锚固的加固效果明显优于柔性锚固的加固效果.比较三种加固设计计算方法后,本文认为东南大学提出的实用计算方法较合理,因此在实际工程的加固设计中可以参考此计算方法. 本文关于侧贴CFRP加固梁的试验研究虽属于尝试性的研究,但其对今后进一步的研究和工程应用有一定的参考价值.

目录

文摘

英文文摘

第一章绪论

1.1概述

1.2碳纤维复合材料加固结构的优点

1.3 CFRP加固钢筋混凝土结构的发展现状

1.3.1国内CFRP加固混凝土结构发展状况

1.3.2国外CFRP加固混凝土结构发展状况

1.3.3 FRP抗震加固梁-柱节点的研究

1.4 CFRP负弯矩区加固的研究现状

1.5本课题的研究背景及主要工作

第二章 FRP加固技术的特点

2.1 FRP材料性能

2.2加固混凝土用粘结剂的选择

2.3 FRP的加固形式

2.4 FRP加固的施工要点

第三章试验研究

3.1试件设计

3.1.1试件设计及制作

3.1.2加载方案

3.1.3加固方法

3.2试验结果

3.2.1破坏特征

3.2.2平截面假定的验证

3.2.3受弯极限承载力

3.2.4梁端挠度

3.2.5钢筋和碳纤维的应变分析

3.2.6加固前后裂缝形态的比较

3.3试验考察

3.3.1三个参数对加固效果的影响

3.3.2试验的理论计算

3.4小结

第四章ANSYS数值模拟

4.1分析模型

4.2本构关系及破坏准则

4.3分析结果

4.3.1荷载-位移曲线

4.3.2钢筋应变

4.4小结

第五章结论与展望

5.1结论

5.2展望

5.3本文有待深入研究的课题

参考文献

致谢与声明