碳纤维布加固钢筋混凝土深梁力学性能及试验研究

发布时间：2019-08-08 20:49

【摘要】：随着建筑行业的快速发展,人们对建筑的要求不再局限于居住而已,对建筑美观、空间使用率有了更高的要求。因此,在建筑设计中就会出现或多或少的特殊构件。本论文主要针对《建筑抗震设计规范》中提到的截面高宽比大于4的梁进行研究。然而在实际工程中由于建筑结构的特殊性会出现梁截面高宽比大于4的梁,且此种梁由于受到环境条件的限制故配筋往往很少,故这种梁需要进行加固。本文通过试验与有限元分析相结合来研究分析采用用碳纤维布加固此种梁,对该梁力学性能的影响。本文对4个高宽比大于4的钢筋混凝土深梁进行对称静力方式加载,其中2个梁采用碳纤维布加固,2个作为对比梁。通过试验与有限元软件分析研究高宽比大于4的钢筋混凝土深梁的屈服机制、破坏形式等力学特性,以及混凝土梁在是否有损伤情况下的破坏机理及碳纤维布加固效果。通过试验所得数据与数值模拟结果的对比分析,研究得出:本实验中梁截面高宽比大于4的钢筋混凝土深梁,在对称静载作用下呈受弯破坏,且不会出现侧向失稳的现象。此梁在加载过程中梁跨中截面沿梁高的混凝土应变符合平面假定,在经过碳纤维布加固后,其沿梁高的混凝土应变也符合平面假定;碳纤维布加固深梁能够有效提高构件的受弯承载力,对梁的抗弯刚度有一定提高作用;受损伤梁的抗弯承载力比无损伤梁的提高效果要低;碳纤维加固能减少混凝土深梁的裂缝扩展以及提高钢筋混凝土深梁的开裂荷载。同时给出了碳纤维布加固钢筋混凝土简支梁的数值研究方法。
【图文】：

图 3-4 混凝土损伤塑性本构模型参数（2）钢筋为使有限元软件模拟结果与实际试验所得结果相符合，在定义钢筋材料属时根据材料力学实验所测试的数据来确定如表 5-2 中所示。（3）碳纤维布为使有限元软件模拟结果与实际试验所得结果相符合，软件模拟碳纤维布力学参数按表 5-3 中所示纤维布实测结果。（4）垫块为使模拟结果更加贴近实际，在设置垫块参数时，考虑到让集中荷载和约能够分配均匀，且不至于钢筋混凝土梁的整体抗弯刚度过大，因此本文参照结构试验标准中刚垫块的力学性能，弹性模量设置为5 22.0 10 N mm，垫块的泊松为 0.3。3.3.3 各部件装配及连接

长春工程学院工程硕士学位论文骨架。为了提高钢筋的整体性以及使计算结果更加精确，将组装得到的钢合并为一个新部件。在处理钢筋骨架与混凝土之间的接触关系时，，假定钢凝土之间没有相对滑移，故运用嵌入的方式来定义钢筋与混凝土之间的接，如图 3-5 所示。在实际工程中碳纤维布是通过胶粘剂来粘贴在混凝土表在实际模拟时假定碳纤维布与混凝土之间粘结完整，不会发生剥离的情况拟混凝土与胶层部件连接会发生错误，不易收敛，分析结果不太理想。故其简化为直接是碳纤维布与混凝土之间采用绑定的接触方式忽略中间胶层效果。对于垫块与混凝土之间的接触采用绑定的方式连接。其中在进行绑时，主面一般选取刚度较大的构件，那么主面选取混凝土，而从面分别有布和刚垫块。整体装配完成图 3-6 所示。
【学位授予单位】：长春工程学院
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：TU375.1

【参考文献】

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本文编号：2524599