纤维弯折和U型箍锚固C-FRCM加固钢筋混凝土梁界面剪切与抗弯性能研究

发布时间：2024-06-25 18:40

　　碳纤维增强水泥基复合材料(C-FRCM)是一种安全、耐久、便利的新型复合材料,可作为纤维增强聚合物复合材料(FRP)的可替代材料用于砌体或者混凝土结构加固。然而,碳纤维/砂浆界面和C-FRCM/混凝土界面常常发生过早破坏降低C-FRCM的加固效率。为了充分发挥C-FRCM中纤维网的拉伸强度,提高C-FRCM的加固效率,针对纤维/砂浆界面和C-FRCM/混凝土界面的过早破坏,本文提出了一套锚固保障方法。利用纤维自身的几何可变特征,将C-FRCM端部纤维进行弯折形成自锚固(类似于钢筋弯钩锚固),以此限制纤维的脱粘滑移并提高纤维复丝的协同受力性能,改善纤维/砂浆界面性能;同时采用U型箍锚固防止C-FRCM和钢筋混凝土梁的分层剥离破坏,保障C-FRCM和钢筋混凝土梁共同工作的可靠性。本文通过单剪试验和梁的四点弯曲试验对纤维端部弯折和U型箍锚固应用于C-FRCM加固从界面到构件层面展开了一系列的试验研究,主要包括以下几部分内容:(1)通过C-FRCM/混凝土的单剪试验,研究了纤维层数、粘贴长度、弯折锚固、U型箍锚固、浇筑工艺等参数,测量了加载端纤维的滑移以及承载力,并结合试件的破坏模式和加载端应...

【文章页数】：117 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
符号表
第1章 绪论
    1.1 研究背景
    1.2 混凝土结构加固技术的研究概况
    1.3 纤维编织网增强水泥基复合材料(FRCM)的研究概况
        1.3.1 FRCM材料简介
        1.3.2 FRCM 的加固效率
        1.3.3 提高 FRCM 材料性能和加固效率的研究现状
            1.3.3.1 改善 FRCM 的材料性能
            1.3.3.2 改善 FRCM/混凝土界面的粘结性能
            1.3.3.3 改善 FRCM 加固钢筋混凝土梁的抗弯性能
    1.4 论文的主要内容及结构安排
    1.5 论文的研究路线
    1.6 课题来源
第2章 锚固对C-FRCM/混凝土界面剪切性能的影响研究
    2.1 C-FRCM/混凝土界面单边剪切试验
        2.1.1 研究参数及试验方案
        2.1.2 试验准备
        2.1.3 材料的基本力学性能
        2.1.4 试验装置及测量方法
    2.2 试验结果及分析
        2.2.1 破坏模式
        2.2.2 各参数对界面性能的影响分析
            2.2.2.1 粘贴长度和纤维层数的影响
            2.2.2.2 弯折锚固的影响
            2.2.2.3 U型箍锚固的影响
            2.2.2.4 浇筑工艺的影响
    2.3 粘结滑移本构模型
        2.3.1 本构参数的求解和数值模拟
        2.3.2 本构模型的分析与验证
    2.4 小结
第3章 锚固对C-FRCM加固钢筋混凝土梁受弯性能的影响研究
    3.1 C-FRCM加固梁四点弯曲试验
        3.1.1 研究参数及试验方案
        3.1.2 试件准备
        3.1.3 材料的基本力学性能
        3.1.4 试验装置及测量方法
    3.2 梁试验结果及分析
        3.2.1 破坏模式
        3.2.2 应变分析
        3.2.3 荷载-挠度曲线
            3.2.3.1 纤维层数的影响
            3.2.3.2 弯折锚固的影响
            3.2.3.3 U型箍锚固的影响
            3.2.3.4 砂浆强度的影响
            3.2.3.5 浇筑工艺的影响
        3.2.4 延性分析
    3.3 小结
第4章 锚固作用下C-FRCM加固钢筋混凝土梁抗弯性能理论计算模型
    4.1 材料的本构模型
        4.1.1 混凝土
        4.1.2 钢筋
        4.1.3 C-FRCM
    4.2 基本计算参数
    4.3 理论计算与分析
        4.3.1 ACI549.R-13的计算方法
            4.3.1.1 开裂荷载
            4.3.1.2 屈服荷载
            4.3.1.3 极限荷载
        4.3.2 考虑拉伸本构纵截距的计算方法
        4.3.3 基于单剪U型箍锚固系数的计算方法
        4.3.4 理论计算与试验值的对比分析
    4.4 小结
第5章 总结与展望
    5.1 总结
    5.2 展望
参考文献
指导教师对研究生学位论文的学术评语
答辩委员会决议书
致谢
攻读硕士学位期间的研究成果



本文编号：3995744