CFRP加固板柱结构抗弯性能分析

摘要

到目前为止，国内外许多学者对碳纤维布加固钢筋混凝土结构进行了大量的试验和理论研究。但是，在碳纤维布加固板柱结构方面的研究还较少。因此，本文对碳纤维布加固板柱结构进行了以下几方面的研究：　　1.对未加固板柱结构和用 CFRP加固板柱结构进行了抗弯性能的试验研究。利用RC双向板，通过调整加载方式和边界条件来模拟板柱结构的实际受力情况。共制作了4个结构试验模型，1个试验模型采用CFRP进行加固；1个试验模型先进行加载至开裂，卸掉荷载后再用 CFRP进行加固(简称二次受力(卸载)模型)。通过对板柱结构试验模型的承载力、破坏形态、裂缝发展趋势、挠度、抗弯刚度变化情况进行分析得出：CFRP能够提高板柱结构的抗弯承载力，抑制挠度增长，延缓裂缝的开展速度，提高开裂荷载，改善板柱结构的刚度。　　2.根据板柱结构的破坏形态，选择与其破坏形态相同的破坏机构，利用塑性铰线法来推导板柱结构极限抗弯承载力的计算公式。计算结果表明：本文提出的公式是合理的，计算结果满足工程要求。　　3.利用非线性有限元方法对板柱结构进行了分析。分析结果表明，板柱结构的裂缝开展情况、应力状态以及荷载—挠度曲线与试验结果吻合。由此说明文中建立的有限元模型可以用来分析板柱结构的抗弯性能。　　4.试验中加固板柱结构的破坏均为 CFRP的剥离破坏。研究可知，剥离破坏对板柱结构加固效果有较大的影响，应该对CFRP端部进行粘结锚固，以提高其利用效率。

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第一章 绪论

1.1 研究背景

1.2 现有混凝土加固技术

1.3 碳纤维布（CFRP）加固混凝土结构研究现状

1.4 本文研究的主要内容

第二章 CFRP加固板柱结构试验研究

2.1 试验方案

2.2 试验现象描述

2.3 试验结果及分析

2.4 本章小结

第三章 CFRP加固板柱结构有限元分析

3.1 有限单元法介绍

3.2 ANSYS分析钢筋混凝土结构的方法

3.3 CFRP加固板柱结构有限元分析

3.4 数值模拟结果分析

3.5 有限元分析结果与试验结果对比

3.6 本章小结

第四章 CFRP加固板柱结构承载力的理论分析

4.1 引言

4.2 板柱结构弯曲破坏机理

4.3 弯曲破坏机构

4.4 抗弯承载力理论计算

4.5 碳纤维布加固板柱结构抵抗弯矩计算

4.6 试验值、理论值、有限元分析值对比

4.7 本章小结

第五章 结论与展望

5.1 结论

5.2 展望

参考文献

攻读学位期间主要成果

致谢