低预应力张拉钢绞线-聚合物砂浆抗弯加固试验研究

摘要

我国城镇新的使用功能的要求，使建筑需要进行加固及维修改造。钢绞线聚合物砂浆加固具有高强、耐火、耐腐蚀、耐老化、聚合力强、无污染、施工便捷等优点，是今年来国内外发展起来的新型结构补强应用技术，但是由于钢绞线在施工时不易拉紧，所以结构受力初期钢绞线无法发挥作用，导致在结构工作初期不能很好的发挥加固效果，为了改善受力初期的加固效果，本文提出了低预应力张拉钢绞线聚合物砂浆加固法。
　　 本文在对现有的钢筋混凝土加固方法研究的基础上，设计了采用不同方法加固混凝土梁的承载力破坏试验，包括碳纤维加固、粘钢加固、传统非应力钢绞线-聚合物砂浆外加层加固、低预应力钢绞线-聚合物砂浆外加层加固各两根。探索低预应力张拉钢绞线加固的可行性，主要工作如下：(1)进行了四种加固方式的加固混凝土简支梁的抗弯加固试验；(2)分析比较低预应力钢绞线聚合物砂浆加固法与传统钢绞线加固法及其它两种加固方式的基本性能；(3)探索应用有限元软件模拟低预应力钢绞线聚合物砂浆加固混凝土梁；(4)探索低预应力张拉钢绞线聚合物砂浆加固混凝土梁的特征荷载、挠度及裂缝的简化计算公式。
　　 得到的主要结论如下：
　　 (1)采用低预应力张拉钢绞线聚合物砂浆加固方法可以能够有效抑制混凝土裂缝开展，明显提高钢筋混凝土梁和预应力混凝土梁的抗弯极限承载力、抗裂性能，增强构件的抗弯刚度；
　　 (2)低预应力钢绞线梁与钢绞线梁相比，开裂挠度降低了约多15％，最大裂缝宽度也要小了1.1mm，开裂荷载提高多10％，残余挠度少了约10mm，从破坏形态图中也可以清晰的看到裂缝分布的更加均匀。由此可见低预应力钢绞线梁的加固效果要优于单纯的钢绞线加固梁。
　　 (3)在假定材料均质，钢筋、钢绞线与混凝土粘结良好的理想基础上，建立的有限元模型很好地模拟了加固梁的力学性能，为定量分析低预应力张拉钢绞线聚合物砂浆加固钢筋混凝土梁的力学性能提供了比较完整的计算数据。介绍了与文章数据吻合良好的低预应力张拉钢绞线聚合物砂浆钢筋混凝土梁承载力和刚度及裂缝计算公式。

目录

文摘

英文文摘

第1章 绪论

1.1 引言

1.2 钢筋混凝土结构常用的加固方法

1.3 研究现状综述

1.3.1 碳纤维布加固梁的试验研究

1.3.2 高强不锈钢绞线网一渗透性聚合砂浆加固的试验研究

1.3.3 钢板加固梁的试验研究

1.4 存在的主要问题及本文研究的主要内容

1.4.1 存在的主要问题

1.4.2 本文研究的主要内容

第2章 碳纤维加固、粘钢加固、低预应力与传统钢绞线混凝土梁受弯试验

2.1 试验概况

2.1.1 试验梁的设计

2.1.2 试验梁的制作

2.1.3 试验的前期工作

2.1.4 试验所需仪器

2.2 试验方案

2.2.1 试验梁试验方案

2.2.2 试验装置及加载方式

2.2.3 测点布置

2.2.4 量测的主要内容

2.3 试验现象、结果及分析

2.3.1 试验破坏现象

2.3.2 试验结果及分析

2.3.3 试验数据

本章小结:

第3章 低预应力钢绞线-聚合物砂浆加固R-C梁的非线性有限元分析

3.1 有限元分析法概述

3.2 有限元模型的选择

3.3 试验梁分析单元类型的选择

3.4 试验梁有限元模型的建立

3.5 有限元分析结果

本章小结:

第4章 加固试验梁承载力与变形计算分析

4.1 基本假没

4.2 加固梁的屈服弯矩

4.3 加固梁的极限弯矩

4.4 加固梁的刚度

4.4.1 影响构件刚度的因素

4.4.2 加固梁刚度的计算

4.5 加固梁的裂缝

4.5.1 最小裂缝间距

4.5.2 最大裂缝宽度分析

本章小结:

结论与展望

参考文献

攻读硕士学位期间所发表的学术论文

致谢