论文部分内容阅读
纤维增强复合材料(FRP)主要包括通过树脂材料合成作为基础原料,并通过挤压以及缠绕等方式与强度较高的纤维材料进行加工,采用模具进行固化处理产生的全新纤维材料。按照提升纤维材料的差异,普遍存在的类型包括玄武岩纤维(BFRP)、碳纤维(CFRP)、芳纶纤维(AFRP)以及玻璃纤维(GFRP)等,这里面碳纤维复合材料(CFRP)所具备的抗拉水平最为突出,同时在生产技术方面也同样处于领先地位,是目前实际应用当中尤为普遍的材料之一。相对来说,CFRP其本身具有特点为:高强、轻质、耐久性良好、便于施工等,因此其在建设加固工程中尤其是加固工程领域具有较为广泛的应用前景,深受土木研究人员的关注和青睐。
现如今大量试验成果属于未加载的环境当中开展CFRP加固,基本上不会将二次受力的情况纳入实验参数当中。在实际工程应用当中,处于没有加载历程的现象基本上很难发生。因此对于加固的研究实际上全部都需要考虑二次受力的现象。因此本文针对CFRP加固钢筋混凝土足尺梁二次受力性能展开研究。
本文在试验研究的基础上,运用多个理论和有限元分析方法,对碳纤维板加固钢筋混凝土足尺简支梁的抗弯性能和非线性性能进行了分析与研究。
文内首先综述了现有的加固方法、国内外加固的应用和研究状况以及碳纤维板加固的优越性。
在4根足尺梁的试验基础上,研究了CFRP加固梁的破坏特征和破坏机理;阐明了在不同裂缝宽度下碳纤维板加固钢筋混凝土梁的承载力、挠度、裂缝、延性、刚度等性能。试验结果表明,碳纤维加固梁对开裂荷载提高不大,对极限荷载提高较大;碳纤维板对裂缝的开展有较强的约束作用。
本文根据基本假定,以及加固梁的受弯性能,在此基础之上提出关于CFRP加固钢筋混凝土梁的正截面承载力的计算方法。用挠度法和能量法计算了各个试件的延性系数。提出了CFRP加固钢筋混凝土梁的最大裂缝宽度、三个使用阶段的刚度、裂缝间距计算公式,并用试验数据进行验证,计算结果和试验值吻合较好。本文的公式可以为理论研究和实际设计提供理论依据和试验依据。
通过大型有限元程序ANSYS,对碳纤维板加固梁进行了非线性分析,模拟和再现了试验全过程,结果表明本文提出的加固梁有限元模型是正确的、可行的。并通过参数分析得出,在影响碳纤维板加固梁加固效果的因素中,梁原来的配筋率和加固的碳纤维板面积是影响加固效果的主要因素。
现如今大量试验成果属于未加载的环境当中开展CFRP加固,基本上不会将二次受力的情况纳入实验参数当中。在实际工程应用当中,处于没有加载历程的现象基本上很难发生。因此对于加固的研究实际上全部都需要考虑二次受力的现象。因此本文针对CFRP加固钢筋混凝土足尺梁二次受力性能展开研究。
本文在试验研究的基础上,运用多个理论和有限元分析方法,对碳纤维板加固钢筋混凝土足尺简支梁的抗弯性能和非线性性能进行了分析与研究。
文内首先综述了现有的加固方法、国内外加固的应用和研究状况以及碳纤维板加固的优越性。
在4根足尺梁的试验基础上,研究了CFRP加固梁的破坏特征和破坏机理;阐明了在不同裂缝宽度下碳纤维板加固钢筋混凝土梁的承载力、挠度、裂缝、延性、刚度等性能。试验结果表明,碳纤维加固梁对开裂荷载提高不大,对极限荷载提高较大;碳纤维板对裂缝的开展有较强的约束作用。
本文根据基本假定,以及加固梁的受弯性能,在此基础之上提出关于CFRP加固钢筋混凝土梁的正截面承载力的计算方法。用挠度法和能量法计算了各个试件的延性系数。提出了CFRP加固钢筋混凝土梁的最大裂缝宽度、三个使用阶段的刚度、裂缝间距计算公式,并用试验数据进行验证,计算结果和试验值吻合较好。本文的公式可以为理论研究和实际设计提供理论依据和试验依据。
通过大型有限元程序ANSYS,对碳纤维板加固梁进行了非线性分析,模拟和再现了试验全过程,结果表明本文提出的加固梁有限元模型是正确的、可行的。并通过参数分析得出,在影响碳纤维板加固梁加固效果的因素中,梁原来的配筋率和加固的碳纤维板面积是影响加固效果的主要因素。