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高强钢绞线网—高性能砂浆约束混凝土柱受力性能研究

作　者: 王嘉琪
导　师: 曹忠民
学　校: 华东交通大学
专　业: 结构工程
关键词: 约束混凝土柱 钢绞线网 高性能砂浆 应力-应变关系
分类号: TU375
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要


高强钢绞线网-高性能砂浆这种新型的混凝土结构加固技术在加固工程领域内逐步得到应用，与传统的碳纤维和粘钢等加固技术相比，具有耐火和耐久性好，施工便捷和应用范围广等优点，是一种具有广阔发展前景的加固方法。研究高强不锈钢绞线网-高性能砂浆约束混凝土柱受力性能是必要的，而现今国内外在这方面的研究很缺乏。本文先对实验室条件下高性能无机砂浆的制作进行了研究。并对实验室配比下的高性能砂浆进行了抗压性能测试，测试结果表明自行配比制作的高性能砂浆满足混凝土结构加固设计规范中的承重结构加固用聚合物砂浆基本性能指标，初步解决了渗透型聚合物砂浆不耐高温，防火性能差的问题。通过4组一共24根试件对高强钢绞线网-高性能砂浆加固混凝土棱柱体进行受力性能试验研究，试验中主要考虑了混凝土强度、混凝土类型和钢绞线网间距等因素对混凝土柱约束效果的影响。试验结果表明：无论在哪种影响参数下，高强钢绞线网-高性能砂浆加固混凝土柱的受压性能都得到了改善，构件的极限承载力和延性也都得到了相应的增加，能够有效地约束混凝土柱；混凝土棱柱体加固后的极限荷载提高幅度为30%～60%；素混凝土加固柱的承载力提高效果优于钢筋混凝土柱，低强度混凝土的加固效果最为明显，相对提高幅度为12%～17%；钢线网间距越小对核芯混凝土的约束力越大，其相对提高幅度为7%～18%。基于试验研究和矩形箍筋作用机理，分析钢绞线在轴压力作用下约束方形混凝土柱的机理，并通过线性回归分析得到了钢绞线约束混凝土的峰值应力与应变的计算公式，在此基础上提出高强钢绞线网-高性能砂浆约束混凝土的应力-应变关系，同时推导出高强钢绞线网-高性能砂浆加固柱的轴向承载力计算公式。最后把高强钢绞线网-高性能砂浆约束混凝土棱柱体的应力-应变关系应用到已有文献的设计计算中，通过比较，试验结果与计算结果吻合较好，可以为实际工程计算提供参考。

全文目录


摘要  3-4
ABSTRACT  4-9
主要符号说明  9-11
第一章 绪论  11-21
  1.1 加固的重要性  11-12
  1.2 混凝土柱的加固介绍  12-13
    1.2.1 混凝土柱需加固的原因  12
    1.2.2 增大截面加固法  12
    1.2.3 外包钢加固法  12-13
    1.2.4 预应力加固法  13
  1.3 高强钢绞线网-高性能砂浆加固法  13-15
    1.3.1 高强钢绞线网-高性能砂浆加固技术出现的必然性  13-14
    1.3.2 高强钢绞线网-高性能砂浆加固技术的原理特点  14
    1.3.3 高强钢绞线网-高性能砂浆加固技术的优点  14-15
  1.4 高强钢绞线网-高性能砂浆加固混凝土的研究现状  15-19
    1.4.1 加固材料研究现状  15-16
    1.4.2 加固梁、板、砖墙、节点等研究现状  16-17
    1.4.3 加固混凝土柱的研究现状  17-19
    1.4.4 加固应用的研究现状  19
  1.5 本文研究的主要内容及意义  19-20
    1.5.1 本文研究的意义  19-20
    1.5.2 本文研究的主要内容  20
  1.6 本章小结  20-21
第二章 高性能无机复合砂浆的试制  21-27
  2.1 概述  21
  2.2 砂浆配制材料  21-24
    2.2.1 水泥  21-22
    2.2.2 砂  22
    2.2.3 减水剂  22
    2.2.4 硅灰(SF)  22-23
    2.2.5 矿渣粉(GBS)  23
    2.2.6 粉煤灰(FA)  23
    2.2.7 纤维  23-24
  2.3 配合比设计  24-25
    2.3.1 配合比的设计原理  24-25
    2.3.2 设计的配合比  25
  2.4 砂浆性能测试  25-26
    2.4.1 实验方法  25
    2.4.2 实验结果  25-26
  2.5 本章小结  26-27
第三章 高强不锈钢绞线-高性能砂浆约束柱的试验设计  27-37
  3.1 试验方案  27-29
    3.1.1 试件的设计  27
    3.1.2 试件的制作及养护  27-28
    3.1.3 试件的处理  28-29
  3.2 试件材料性能测试  29-32
    3.2.1 原材料混凝土、钢筋力学性能  29-30
    3.2.2 加固材料高性能砂浆、钢绞线网力学性能  30-32
  3.3 加固方案  32-34
    3.3.1 加固方式的确定  32-33
    3.3.2 加固研究参数的确定  33-34
  3.4 测量方案及加载方案  34-36
    3.4.1 测量内容  34
    3.4.2 测点布置  34-35
    3.4.3 加载装置  35-36
    3.4.4 加载制度  36
  3.5 本章小结  36-37
第四章 高强钢绞线网-高性能砂浆约束柱的试验结果分析  37-49
  4.1 试验现象和破坏模式  37-39
    4.1.1 试验现象  37-39
    4.1.2 破坏模式  39
  4.2 试验结果分析  39-45
    4.2.1 承载力分析  39-41
    4.2.2 延性的分析  41
    4.2.3 钢绞线应变分析  41-44
    4.2.4 砂浆应变分析  44-45
    4.2.5 荷载-应变关系分析  45
  4.3 影响约束性能的参数分析  45-47
    4.3.1 混凝土强度等级  46
    4.3.2 混凝土类型  46
    4.3.3 横向钢绞线间距  46-47
  4.4 本章小结  47-49
第五章 高强钢绞线网-高性能砂浆约束柱的理论分析  49-66
  5.1 约束作用机理  49-52
    5.1.1 有效约束面积  50
    5.1.2 钢绞线约束混凝土的峰值应力与轴向峰值应变  50-52
  5.2 应力与应变关系  52-60
    5.2.1 应力与应变分析  52-57
    5.2.2 本构关系的验证  57-60
  5.3 约束轴心受压方柱的极限承载力计算公式  60-63
    5.3.1 基本假定  60
    5.3.2 简化计算公式  60-62
    5.3.3 计算结果分析  62-63
  5.4 理论分析的应用  63-65
    5.4.1 文献试验概况  63-65
    5.4.2 本构关系应用及承载力计算  65
  5.5 本章小结  65-66
第六章 结论与展望  66-68
  6.1 结论  66
  6.2 展望  66-68
参考文献  68-71
个人简历 在读期间发表的学术论文  71-72
致谢  72

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中图分类: > 工业技术 > 建筑科学 > 建筑结构 > 混凝土结构、钢筋混凝土结构 > 钢筋混凝土结构
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