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CFRP板嵌入式加固混凝土结构粘结性能研究

作　者: 曾密林
导　师: 童谷生; 刘永胜
学　校: 华东交通大学
专　业: 工程力学
关键词: CFRP 嵌入式加固粘结滑移关系数值分析
分类号: TU375.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要

FRP(fiber-reinforced plastic, FRP)嵌入式加固混凝土结构是近几年才被提出的结构加固新技术。与“外贴”(externally bonded)纤维材料相比，“内嵌”(near-surface mounted,NSM)法优点明显，该法充分利用了纤维增强复合塑料轻质高强、耐腐蚀等材料特点，具有广阔的工程应用前景。考虑到嵌入式加固技术的特点，对FRP嵌入式加固技术的研究应当首先进行FRP板与混凝土粘结性能的研究。本文采用整体式梁剪试验方法，对10根经过碳纤维板（CFRP，carbon fiber-reinforcedplastic, CFRP)嵌入式加固的矩形截面混凝土梁进行粘结性能研究。考察锚固长度、槽宽、配筋率等因素对破坏模式、粘结承载力、粘结剪应力-滑移关系的影响。基于试验研究，总结了CFRP嵌入式加固混凝土梁的粘结破坏形态：碳纤维板-环氧树脂剥离破坏、环氧树脂-混凝土劈裂破坏、混凝土劈裂破坏、碳纤维板拉断破坏；分析CFRP板在各种破坏形态下应力应变关系；通过理论分析得到碳纤维板粘结剪应力-滑移关系简化模型下的粘结承载力计算公式；对加固试件进行了有限元仿真分析，将有限元计算结果与试验结果进行比较，验证试验结果的可靠性。

全文目录

摘要  3-4
ABSTRACT  4-7
主要符号说明  7-8
第一章绪论  8-20
  1.1 概述  8-10
  1.2 CFRP 板嵌贴加固国内外研究现状  10-12
    1.2.1 国外研究现状  10
    1.2.2 国内研究现状  10-12
  1.3 粘结机理研究  12-13
  1.4 碳纤维嵌入式加固试验总结  13-19
    1.4.1 试验方法  13-15
    1.4.2 破坏形态与粘结性能主要影响因素  15-19
  1.5 本文研究的主要内容  19-20
第二章 CFRP 板嵌入式加固试验研究  20-38
  2.1 引言  20
  2.2 试验研究目的与方法  20-21
  2.3 试验方案与流程  21-29
    2.3.1 试件梁设计与验算  21-25
    2.3.2 试件梁制作  25-28
    2.3.3 试验设备与流程  28-29
  2.4 实验结果与分析  29-36
    2.4.1 试验结果概述  29-30
    2.4.2 破坏形态与碳纤维板应变分析  30-35
    2.4.3 跨中截面弯矩-挠度曲线  35-36
  2.5 试验小结  36-38
第三章粘结性能理论分析  38-46
  3.1 引言  38-39
  3.2 粘结剪应力-滑移关系  39-41
  3.3 粘结承载力计算  41-44
  3.4 承载力理论值与试验值的比较  44-45
  3.5 结论  45-46
第四章数值分析  46-54
  4.1 引言  46
  4.2 建立有限元模型  46-50
    4.2.1 材料本构关系模型  46-47
    4.2.2 选取单元与常数设置  47-48
    4.2.3 网格划分  48-49
    4.2.4 有限元模型生成  49-50
  4.3 加载与求解  50
    4.3.1 加载与施加约束  50
    4.3.2 求解设置  50
  4.4 有限元计算结果与试验结果对比  50-53
    4.4.1 碳纤维板应力和挠度等计算结果的提取  50-52
    4.4.2 有限元计算值与试验值对比  52-53
  4.5 本章小结  53-54
第五章结论与展望  54-55
  5.1 主要结论  54
  5.2 展望  54-55
参考文献  55-58
个人简历在读期间发表的学术论文  58-59
致谢  59

CFRP板嵌入式加固混凝土结构粘结性能研究

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