碳纤维复合材料（CFRP）加固修复混凝土结构抗弯性能分析

摘要

用碳纤维复合材料(CFRP)加固修复混凝土结构,增强体(碳纤维)和基体(环氧树脂)应有良好的界面粘结强度,这是一种行之有效的加固方法,它可以提高现有结构物的承载能力和刚度.CFRP加固梁在承受弯曲荷载时的破坏是钢筋屈服后碳纤维断裂和钢筋屈服后混凝土压碎.该文通过应变相容方法和对破坏机理的定义,由给定的CFRP横截面积预测加固梁的极限弯曲强度;或者相反,在已知加固梁的极限弯曲强度时可以求出所需的CFRP横截面积.同时讨论了各种参数对加固效果的影响.这些参数包括:混凝土强度、配筋率、粘结长度、CRFP厚度及刚度等,在设计过程中正确选择参数可以避免加固梁发生脆性破坏.将分析结果与试验结果进行比较后可以看出,即使不考虑粘贴CFRP片材对剪力的贡献,加固梁的极限承载力仍然得到显著提高.编制程序并绘制简单的流程图,通过计算实例可以证明这是一种能够应用于工程实践的设计方法.

目录

文摘

英文文摘

第1章绪论

1.1课题提出

1.2研究概况

1.2.1商业可行性的论证

1.2.2材料体系研究

1.2.3加固修复中的界面分析

1.2.4加固结构正截面抗弯试验研究

1.2.5加固结构正截面抗弯计算

1.3相关工作

1.3.1复合材料应用于建筑工业中存在的问题

1.3.2工作方向

1.4本文主要研究内容

第2章复合材料加固混凝土的试验分析

2.1连续纤维片及浸渍树脂的粘结强度

2.2底层调整材料及断面修复材料的研究

2.3本章小结

第3章CFRP加固混凝土结构正截面抗弯计算

3.1正截面抗弯计算假定

3.2加固梁的工作阶段

3.2.1加固梁正截面工作的三个阶段

3.2.2荷载一挠度关系假定

3.2.3截面分析

3.3正截面抗弯极限承载力简化计算

3.3.1碳纤维滞后应变эcf0的计算

3.3.2碳纤维强度发挥系数

3.3.3极限弯矩的确定

3.4影响因素分析

3.4.1极限弯矩与CFRP厚度的关系

3.4.2极限弯矩与配筋率的关系

3.5计算结果分析

3.5.1计算结果与试验结果的比较

3.5.2影响加固效果的因素

3.6本章小结

第4章CFRP加固混凝土结构抗弯设计方法

4.1 CFRP加固混凝土结构抗弯设计方法

4.1.1设计原则

4.1.2极限状态设计方法

4.1.3结构加固前的强度值

4.1.4结构加固后的强度值

4.2 CFRP尺寸的确定

4.2.1 CFRP片材宽度的确定

4.2.2 CFRP片材厚度的确定

4.2.3 CFRP片材长度的确定

4.3截面剪应力验算

4.4计算实例

结论

参考文献

致谢