考虑二次受力影响的CFRP加固钢筋混凝土梁抗弯性能试验研究与数值模拟
发布时间：2022-08-23 10:37
据资料显示,我国许多建筑物已进入老化阶段,这些建筑物急需加固修复处理。碳纤维布（Carbon Fiber Reinforced Plastics,简称CFRP）具有轻质、高强、施工便捷以及耐久性好等优点,使其广泛应用于混凝土结构加固工程中并改善混凝土结构的加固性能。在实际加固工程中,混凝土结构都经历了一次受力再进行加固,因此研究二次受力下的钢筋混凝土加固性能更具有实际意义。基于试验研究与数值模拟,二次受力下碳纤维布加固钢筋混凝土梁的抗弯性能得到深入探讨,具体研究内容与研究成果如下:（1）二次受力下CFRP加固钢筋混凝土梁理论研究:阐述了基本假定与分析模型,分析了二次受力下CFRP加固钢筋混凝土梁破坏机理与理论计算值,通过实例进行验证。（2）二次受力下CFRP加固钢筋混凝土梁试验研究:首先,分别对混凝土、钢筋及CFRP进行材性试验,得到这些材料的材性参数;其次,考虑配筋率和一次受力大小的变化,设计制作了 3组共9根钢筋混凝土梁,通过抗弯试验研究了 0.3Pu。与0.6Pu（Pu为梁的极限荷载）二次受力下钢筋混凝土梁的极限承...
【文章页数】：78 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 研究的背景
1.2 CFRP加固钢筋混凝土梁国内外研究现状
1.2.1 碳纤维布加固钢筋混凝土梁研究现状
1.2.2 二次受力碳纤维布加固钢筋混凝土梁研究现状
1.3 本文研究意义及主要研究内容
1.3.1 研究意义
1.3.2 主要研究内容
1.3.3 技术路线图
第二章 二次受力下CFRP加固钢筋混凝土梁理论研究
2.1 基本假定
2.2 CFRP加固钢筋混凝土梁破坏机理
2.2.1 CFRP加固钢筋混凝土梁破坏过程
2.2.2 CFRP加固钢筋混凝土梁破坏形态
2.3 CFRP—混凝土界面剥离承载力计算模型
2.4 二次受力下CFRP加固钢筋混凝土梁理论计算
2.5 理论值与试验值比较
2.6 本章小结
第三章 二次受力下钢筋混凝土梁受弯试验
3.1 试验概况
3.1.1 构件设计及加固方案
3.1.2 材性试验及施工要求
3.1.3 试验准备
3.1.4 加载装置及加载制度
3.1.5 测点布置及测试内容
3.2 试验结果及分析
3.2.1 试验现象及总结
3.2.2 试验梁沿梁截面高度的应变
3.2.3 配筋率对钢筋混凝土受弯性能的影响
3.2.4 初始荷载对钢筋混凝土受弯性能的影响
3.2.5 跨中钢筋和CFRP应变对比分析
3.2.6 裂缝分析
3.3 本章小结
第四章 二次受力下碳纤维布加固钢筋混凝土梁有限元模拟
4.1 ABAQUS简介
4.2 有限元模型的建立
4.2.1 ABAQUS模型概述
4.2.2 材料的本构关系
4.2.3 单元选取及网格划分
4.2.4 边界条件及荷载施加
4.2.5 接触的相互作用
4.2.6 二次受力在ABAQUS中实现
4.2.7 非线性方程求解
4.3 CFRP加固钢筋混凝土梁受弯全过程有限元分析
4.3.1 未加固钢筋混凝土梁受弯全过程分析
4.3.2 二次受力下CFRP加固钢筋混凝土梁受弯全过程分析
4.4 有限元模拟结果分析
4.4.1 配筋率对钢筋混凝土受弯性能的影响
4.4.2 初始荷载对钢筋混凝土受弯性能的影响
4.4.3 碳纤维布和钢筋应变比较分析
4.4.4 裂缝分析
4.5 试验结果与数值模拟对比分析
4.5.1 跨中挠度对比分析
4.5.2 极限承载力对比分析
4.5.3 碳纤维布跨中应变对比分析
4.5.4 优化有限元模型
4.5.5 碳纤维布应变分析
4.5.6 胶合层分析
4.6 二次受力下CFRP加固钢筋混凝土梁短期刚度系数计算推导
4.6.1 未加锚固刚度公式
4.6.2 跨中挠度计算
4.6.3 二次受力梁短期刚度修正
4.7 本章小结
第五章 结论与展望
5.1 结论
5.2 展望
参考文献
致谢
攻读学位期间发表的学术论文
本文编号：3677611
【文章页数】：78 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 研究的背景
1.2 CFRP加固钢筋混凝土梁国内外研究现状
1.2.1 碳纤维布加固钢筋混凝土梁研究现状
1.2.2 二次受力碳纤维布加固钢筋混凝土梁研究现状
1.3 本文研究意义及主要研究内容
1.3.1 研究意义
1.3.2 主要研究内容
1.3.3 技术路线图
第二章 二次受力下CFRP加固钢筋混凝土梁理论研究
2.1 基本假定
2.2 CFRP加固钢筋混凝土梁破坏机理
2.2.1 CFRP加固钢筋混凝土梁破坏过程
2.2.2 CFRP加固钢筋混凝土梁破坏形态
2.3 CFRP—混凝土界面剥离承载力计算模型
2.4 二次受力下CFRP加固钢筋混凝土梁理论计算
2.5 理论值与试验值比较
2.6 本章小结
第三章 二次受力下钢筋混凝土梁受弯试验
3.1 试验概况
3.1.1 构件设计及加固方案
3.1.2 材性试验及施工要求
3.1.3 试验准备
3.1.4 加载装置及加载制度
3.1.5 测点布置及测试内容
3.2 试验结果及分析
3.2.1 试验现象及总结
3.2.2 试验梁沿梁截面高度的应变
3.2.3 配筋率对钢筋混凝土受弯性能的影响
3.2.4 初始荷载对钢筋混凝土受弯性能的影响
3.2.5 跨中钢筋和CFRP应变对比分析
3.2.6 裂缝分析
3.3 本章小结
第四章 二次受力下碳纤维布加固钢筋混凝土梁有限元模拟
4.1 ABAQUS简介
4.2 有限元模型的建立
4.2.1 ABAQUS模型概述
4.2.2 材料的本构关系
4.2.3 单元选取及网格划分
4.2.4 边界条件及荷载施加
4.2.5 接触的相互作用
4.2.6 二次受力在ABAQUS中实现
4.2.7 非线性方程求解
4.3 CFRP加固钢筋混凝土梁受弯全过程有限元分析
4.3.1 未加固钢筋混凝土梁受弯全过程分析
4.3.2 二次受力下CFRP加固钢筋混凝土梁受弯全过程分析
4.4 有限元模拟结果分析
4.4.1 配筋率对钢筋混凝土受弯性能的影响
4.4.2 初始荷载对钢筋混凝土受弯性能的影响
4.4.3 碳纤维布和钢筋应变比较分析
4.4.4 裂缝分析
4.5 试验结果与数值模拟对比分析
4.5.1 跨中挠度对比分析
4.5.2 极限承载力对比分析
4.5.3 碳纤维布跨中应变对比分析
4.5.4 优化有限元模型
4.5.5 碳纤维布应变分析
4.5.6 胶合层分析
4.6 二次受力下CFRP加固钢筋混凝土梁短期刚度系数计算推导
4.6.1 未加锚固刚度公式
4.6.2 跨中挠度计算
4.6.3 二次受力梁短期刚度修正
4.7 本章小结
第五章 结论与展望
5.1 结论
5.2 展望
参考文献
致谢
攻读学位期间发表的学术论文
本文编号：3677611
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