学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

高预应力CFRP板加固T梁的试验与理论研究

作　者: 张问坪
导　师: 卓静
学　校: 重庆交通大学
专　业: 土木与建筑工程
关键词: 波形锚高预应力碳纤维板 T梁加固试验理论研究
分类号: U445.72
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
下　载: 0次
引　用: 0次
阅　读: 论文下载

内容摘要

桥梁作为联系我国各地区经济发展的纽带，在公路交通中起着举足轻重的作用。随着旧桥的老化，交通流量的增大，越来越多的桥梁亟需进行维修与加固。与其他加固技术相比，预应力碳纤维板加固技术有其自身的优势，迫切需求研究人员完善预应力碳纤维板桥梁加固技术的试验与理论。但现在很多预应力碳纤维板加固技术的实验研究中还存在许多问题，比如碳板的可靠锚固问题、碳板张拉控制应力取值问题。在很多试验研究中，由于对碳板没有采用可靠的端部锚固措施，张拉控制应力的取值普遍偏低，不利于碳板这种高强材料得到充分的利用，这给预应力碳纤维板加固技术的研究与推广带来了很大的瓶颈。针对国内外碳板张拉控制应力偏低的问题，试验研究了碳纤维板在较高张拉控制应力水平下加固混凝土梁的力学性能。本文设计了3片T梁试验构件，其中1片为对比构件，另外2片分别为单层预应力碳纤维板加固T梁构件（2000MPa）与双层预应力碳纤维板加固T梁构件(1500MPa)。对预应力碳纤维板加固T梁的受力性能与设计理论进行了研究，主要进行了以下几方面的研究工作：（1）通过对高预应力碳纤维板加固钢筋混凝土T梁进行静载试验研究，研究了加固梁的受力特性、破坏形态、承载能力以及裂缝发展等性能，通过试验分析了预应力碳纤维板加固技术对混凝土梁构件的开裂荷载、抗弯刚度、构件挠度和裂缝宽度、屈服荷载、极限荷载、变形性能及延性的影响，考察了碳纤维板的强度利用率；（2）通过试验对碳纤维板加固技术在高预应力作用下的平截面假定进行了测试和研究。（3）在试验的基础上，对较高张拉控制应力的碳纤维板加固混凝土梁的受力性能和破坏模式进行了理论分析，通过理论分析表明：以传统的平截面假定为基础的力学模型，可以较好的预测经过预应力碳纤维板加固的受弯构件的工作性能；同时根据假定条件，推导了构件正常使用阶段的消压弯矩、开裂弯矩的公式，并且针对3种破坏模式一一推导构件在各种破坏模式下，钢筋屈服弯矩以及构件极限承载力的公式。（4）运用前文推导的开裂弯矩、钢筋屈服弯矩以及极限承载力设计计算公式，计算了本文的2片加固构件以及长沙理工大学进行的1片加固构件，并将计算值与试验值进行了对比。

全文目录

摘要  3-4
ABSTRACT  4-6
目录  6-9
第一章绪论  9-28
  1.1 前言  9-10
  1.2 纤维材料用于结构加固的发展概述  10-11
  1.3 碳纤维材料加固体系研究现状与不足  11-17
    1.3.1 预应力碳纤维布系统研究现状  11-14
    1.3.2 预应力碳纤维板系统研究现状  14-16
    1.3.3 现有预应力 CFRP 材料抗弯加固体系中存在的问题  16-17
  1.4 碳纤维材料锚具的研究现状与存在的问题  17-23
    1.4.1 CFRP 预应力筋锚具的研究现状  17-21
    1.4.2 预应力碳纤维板锚具的研究现状  21-22
    1.4.3 碳纤维材料锚具存在的问题  22-23
  1.5 设计计算桥梁加固后承载力计算的研究现状  23-27
    1.5.1 碳纤维材料抗弯加固桥梁设计计算研究现状  24-26
    1.5.2 碳纤维材料抗剪加固桥梁设计计算研究现状  26-27
  1.6 本文研究的主要内容  27-28
第二章预应力碳纤维板加固 T 梁试验研究  28-46
  2.1 前言  28
  2.2 试验方案  28-33
    2.2.1 试件设计  28-30
    2.2.2 试验量测方案  30-31
    2.2.3 试验材料  31-32
    2.2.4 试验加载方案  32-33
  2.3 试验现象  33-39
    2.3.1 B0 试件  33-34
    2.3.2 B1 试件  34-36
    2.3.3 B2 试件  36-39
  2.4 试验结果  39-41
  2.5 试验结果分析  41-45
    2.5.1 试件受弯承载性能分析  41-42
    2.5.2 构件变形性能分析  42-43
    2.5.3 裂缝宽度分析  43
    2.5.4 碳纤维板强度利用效率分析  43-44
    2.5.5 试件延性分析  44-45
  2.6 本章小结  45-46
第三章预应力纤维板加固 T 梁平截面假定试验分析  46-52
  3.1 前言  46
  3.2 平截面假定试验结果  46-50
    3.2.1 B1 构件  46-48
    3.2.2 B2 构件  48-50
  3.3 试验结果分析  50-51
    3.3.1 B1 构件  50
    3.3.2 B2 构件  50-51
  3.4 本章小结  51-52
第四章理论分析及设计方法研究  52-69
  4.1 前言  52
  4.2 预应力 CFRP 板抗弯加固梁的破坏模式  52-53
  4.3 基本假定及适用条件  53-54
  4.4 截面特性分析  54-55
  4.5 预应力碳纤维片材加固受弯构件延性分析  55-59
    4.5.1 混凝土合压力的计算  56
    4.5.2 钢筋屈服时截面曲率分析  56-58
    4.5.3 构件破坏时截面曲率分析  58-59
    4.5.4 构件延性系数分析  59
  4.6 预应力施加阶段构件及碳纤维片材受力分析  59-62
    4.6.1 上下缘应力应变分析  59-60
    4.6.2 反拱度与挠度的计算  60-62
  4.7 正常使用阶段构件及 CFRP 片材受力性能分析  62-68
    4.7.1 消压弯矩的计算  62
    4.7.2 开裂弯矩的计算  62-63
    4.7.3 屈服弯矩的计算  63-64
    4.7.4 极限承载力的计算  64-68
  4.8 本章小结  68-69
第五章算例分析  69-80
  5.1 前言  69
  5.2 本文 B1 构件  69-72
    5.2.1 B1 构件计算参数  69
    5.2.2 B1 构件截面特性计算  69-70
    5.2.3 B1 构件开裂弯矩计算  70
    5.2.4 B1 构件屈服弯矩计算  70-71
    5.2.5 B1 构件极限承载力计算  71-72
  5.3 本文 B2 构件  72-75
    5.3.1 B2 构件计算参数  72-73
    5.3.2 B2 构件截面特性计算  73
    5.3.3 B2 构件开裂弯矩计算  73-74
    5.3.4 B2 构件屈服弯矩计算  74
    5.3.5 B1 构件极限承载力计算  74-75
  5.4 长沙理工大学的 LTPRS 构件  75-78
    5.4.1 LTPRS 构件计算参数  75
    5.4.2 LTPRS 构件截面特性计算  75-76
    5.4.3 LTPRS 构件开裂弯矩计算  76
    5.4.4 LTPRS 构件屈服弯矩计算  76-77
    5.4.5 LTPRS 构件极限承载力计算  77-78
  5.5 试验值与理论值对比  78
  5.6 本章小结  78-80
第六章结论及展望  80-82
  6.1 本文的主要结论  80-81
    6.1.1 预应力碳纤维板抗弯加固 T 梁试验  80
    6.1.2 预应力碳纤维板抗弯加固 T 梁设计计算理论  80-81
  6.2 展望  81-82
致谢  82-83
参考文献  83-86
在学期间发表的论著及取得的科研成果  86

高预应力CFRP板加固T梁的试验与理论研究

内容摘要

全文目录

相似论文