预应力CFRP筋型钢混凝土组合偏拉构件抗拉性能研究
发布时间：2023-09-18 18:44
随着SRC结构在土木工程领域的广泛应用,一些超高层、大跨度以及转换桁架中,出现了大量的轴拉、偏拉受力体系。为了进一步控制混凝土裂缝,增加试件抗拉承载能力,本文提出了预应力CFRP筋型钢混凝土组合偏拉构件(Prestressed CFRP reinforced steel concrete composite member)。目前,由于预应力偏心受拉型钢混凝土构件破坏机理复杂,试验实现方式困难,加之国内外相关文献、设计规程较少,造成了研究学者对预应力偏拉构件研究较少,特别是对于利用CFRP筋作为预应力载体的研究更是空白。本文利用试验制备、试验研究、理论推导及数值模拟,对预应力CFRP筋型钢混凝土组合偏拉构件展开深入研究:首先,对11根预应力CFRP筋型钢混凝土组合偏拉构件进行制备以及对偏拉加载转换装置的研发。由于拉力机荷载上限与使用空间的限制,国内标准试验设备无法满足试验需求,为此自主研发了一套拉-压反力架,该反力架可将结构实验室500t压力机的压力转换成拉力,解决了高吨位、大尺寸试件轴拉、偏拉试验这一难题。其次,对8根有粘结后张法预应力试件以及3根非预应力试件进行受力性能试验,通过改变...
【文章页数】：104 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 引言
1.2 有粘结后张法预应力CFRP筋 SRC国内外研究现状
1.2.1 预应力CFRP筋的研究现状
1.2.2 型钢混凝土构件的研究现状
1.2.3 预应力混凝土柱的研究现状
1.3 本课题研究意义
第二章 偏拉构件的材料力学性能以及受拉试验装置制备研究
2.1 基础材料的力学性能
2.1.1 概述
2.1.2 混凝土
2.1.3 非预应力筋
2.1.4 型钢
2.1.5 ZH-1 环氧树脂砂浆
2.2 预应力材料的力学性能
2.2.1 概述
2.2.2 试验方法
2.2.3 试验结果
2.3 受拉试验装置的制备研究
2.4 本章小结
第三章 预应力CFRP筋型钢混凝土组合偏拉构件受力性能试验研究
3.1 试验目的
3.2 构件设计及制作
3.2.1 构件参数设计
3.2.2 构件尺寸设计
3.2.3 构件制作
3.2.4 构件预应力制作
3.3 测试方法及加载
3.3.1 测试内容
3.3.2 测点布置
3.3.3 测试方法
3.3.4 加载制度
3.4 主要试验结果
3.4.1 试件受力过程
3.4.2 试件裂缝分析
3.4.3 试件的破坏形态
3.4.4 荷载-位移特性
3.4.5 非预应力筋荷载-应变特性
3.4.6 型钢受拉翼缘荷载-应变特性
3.4.7 试件挠度特性
3.5 本章小结
第四章 CFRP筋预应力损失研究分析
4.1 前言
4.2 预应力损失计算分析
4.2.1 预应力损失计算方法
4.2.2 预应力损失计算
4.3 预应力损失试验分析
4.3.1 预应力张拉装置
4.3.2 预应力损失试验值
4.4 预应力损失分析图
4.5 预应力损失情况分析
4.6 本章小结
第五章 预应力CFRP筋型钢混凝土组合偏拉构件理论分析
5.1 前言
5.2 计算基本假定
5.2.1 平截面假定验证
5.2.2 基本假定
5.2.3 偏心情况假定
5.3 弹性分析
5.3.1 截面几何特征
5.3.2 预应力筋应力计算
5.3.3 消压阶段
5.4 开裂荷载计算
5.4.1 概述
5.4.2 混凝土受拉面开裂计算
5.5 弹性抗弯承载力计算
5.5.1 概述
5.5.2 受拉非预应力筋屈服计算
5.6 极限承载力计算
5.6.1 概述
5.6.2 极限破断计算
5.7 裂缝计算
5.7.1 概论
5.7.2 平均裂缝间距
5.7.3 最大裂缝宽度
5.8 偏拉柱侧向挠度计算
5.8.1 概论
5.8.2 挠度理论计算
5.9 本章小结
第六章 预应力CFRP筋型钢混凝土组合偏拉构件有限元分析
6.1 概述
6.2 有限元模型的建立
6.2.1 材料本构关系
6.2.2 建模与装配
6.3 有限元模型的分析
6.3.1 模型的变形分析
6.3.2 模型的应力云图分析
6.3.3 模型的荷载-位移特性分析
6.4 本章小结
第七章 结论与展望
7.1 结论
7.2 展望
参考文献
发表论文和参加科研情况说明
致谢
本文编号：3848074
【文章页数】：104 页
【学位级别】：硕士
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摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 引言
1.2 有粘结后张法预应力CFRP筋 SRC国内外研究现状
1.2.1 预应力CFRP筋的研究现状
1.2.2 型钢混凝土构件的研究现状
1.2.3 预应力混凝土柱的研究现状
1.3 本课题研究意义
第二章 偏拉构件的材料力学性能以及受拉试验装置制备研究
2.1 基础材料的力学性能
2.1.1 概述
2.1.2 混凝土
2.1.3 非预应力筋
2.1.4 型钢
2.1.5 ZH-1 环氧树脂砂浆
2.2 预应力材料的力学性能
2.2.1 概述
2.2.2 试验方法
2.2.3 试验结果
2.3 受拉试验装置的制备研究
2.4 本章小结
第三章 预应力CFRP筋型钢混凝土组合偏拉构件受力性能试验研究
3.1 试验目的
3.2 构件设计及制作
3.2.1 构件参数设计
3.2.2 构件尺寸设计
3.2.3 构件制作
3.2.4 构件预应力制作
3.3 测试方法及加载
3.3.1 测试内容
3.3.2 测点布置
3.3.3 测试方法
3.3.4 加载制度
3.4 主要试验结果
3.4.1 试件受力过程
3.4.2 试件裂缝分析
3.4.3 试件的破坏形态
3.4.4 荷载-位移特性
3.4.5 非预应力筋荷载-应变特性
3.4.6 型钢受拉翼缘荷载-应变特性
3.4.7 试件挠度特性
3.5 本章小结
第四章 CFRP筋预应力损失研究分析
4.1 前言
4.2 预应力损失计算分析
4.2.1 预应力损失计算方法
4.2.2 预应力损失计算
4.3 预应力损失试验分析
4.3.1 预应力张拉装置
4.3.2 预应力损失试验值
4.4 预应力损失分析图
4.5 预应力损失情况分析
4.6 本章小结
第五章 预应力CFRP筋型钢混凝土组合偏拉构件理论分析
5.1 前言
5.2 计算基本假定
5.2.1 平截面假定验证
5.2.2 基本假定
5.2.3 偏心情况假定
5.3 弹性分析
5.3.1 截面几何特征
5.3.2 预应力筋应力计算
5.3.3 消压阶段
5.4 开裂荷载计算
5.4.1 概述
5.4.2 混凝土受拉面开裂计算
5.5 弹性抗弯承载力计算
5.5.1 概述
5.5.2 受拉非预应力筋屈服计算
5.6 极限承载力计算
5.6.1 概述
5.6.2 极限破断计算
5.7 裂缝计算
5.7.1 概论
5.7.2 平均裂缝间距
5.7.3 最大裂缝宽度
5.8 偏拉柱侧向挠度计算
5.8.1 概论
5.8.2 挠度理论计算
5.9 本章小结
第六章 预应力CFRP筋型钢混凝土组合偏拉构件有限元分析
6.1 概述
6.2 有限元模型的建立
6.2.1 材料本构关系
6.2.2 建模与装配
6.3 有限元模型的分析
6.3.1 模型的变形分析
6.3.2 模型的应力云图分析
6.3.3 模型的荷载-位移特性分析
6.4 本章小结
第七章 结论与展望
7.1 结论
7.2 展望
参考文献
发表论文和参加科研情况说明
致谢
本文编号：3848074
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