预应力CFRP布-RPC增大截面法复合加固钢筋混凝土方柱抗震性能
发布时间：2021-07-10 17:59
随着我国道路桥梁建设的不断发展,在改革开放初期建设的桥梁结构已经滞后于日益发展的社会功能需求,早期建设的桥梁结构对抗震要求较低是造成构筑物老化的主要原因。对震后桥梁墩柱部位进行有效加固是保证桥梁结构能够正常运行的关键。活性粉末混凝土（Reactive Powder Concrete,RPC）是一种高强度、高延性、高韧性、耐久性强的的高性能混凝土,在冲击、爆炸等极端荷载的防护工程中具有巨大潜力。纤维增强复合材料（Fiber Reinforced Plastics,FRP）具有耐腐蚀、耐高温、质轻、热容量小、高抗拉强度等特性,因其热膨胀系数与混凝土相近,因此广泛应用于混凝土结构加固。对FRP材料施加预应力是一种主动提供约束的方式,可大大减小由普通FRP加固而产生的应力滞后,大大提高了混凝土柱的抗震、承载力,抑制裂缝开展。其中国内外对采用FRP与RPC增大截面法加固RC柱的抗震研究较少,包括多层CFRP布、高预应力度、高轴压比等,且对钢筋混凝土柱进行现浇RPC加固的研究不足。据此,本文主要开展了以下工作:（1）共浇筑了15根普通钢筋混凝土方柱试件,2根未加固柱,4根为CFRP加固柱,9根RP...
【文章来源】：桂林理工大学广西壮族自治区
【文章页数】：97 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
中国地震烈度区划分图（2018）
桂林理工大学硕士学位论文2表1.1FRP材料特性材料种类抗拉强度（MPa）弹性模量（MPa）极限应变（%）密度（kg/m3）钢筋（0.4~0.6）×103（2.0~2.1）×10510.07.85AFRP（1.2~2.6）×103（0.5~1.2）×1051.7~2.51.1~1.3BFRP（1.6~2.1）×103（0.5~1.0）×1051.7~2.31.0~1.5CFRP（2.5~3.7）×103（1.5~2.4）×1051.1~1.71.3~1.7GFRP（1.4~1.7）×103（0.5~0.7）×1052.0~3.31.5~1.8活性粉末混凝土（ReactivePowderConcrete，RPC）是一种具有超高强度、高韧性、高耐久性、抗裂性能好[10-13]，疲劳强度高的新型水泥基复合材料．由于近年来RPC在核工程、防爆工程、高铁工程等特种大型工程中的应用越来越广，图1.2显示的是各种材料抗拉强度与断裂能，可以看出不同材料之间断裂能差异较大，在混凝土材料中，RPC的断裂能达到30000J/m2左右，比普通的混凝土与高强混凝土高90-100倍左右，具有超高的强度和良好的韧性可与金属铝钢媲美，本试验选RPC作为增大截面法选材。图1.2各种材料的断裂能与抗拉强度在地震荷载中作用下，使构件柱有一定的变形能力和吸收能力较为重要。我们用结构的延性表示结构在破坏阶段时，承载力没有明显降低的情况下结构发生变形能力。提高柱延性可已消耗更多的能量，使柱在破坏前有明显的征兆。与传统加固模式相比，FRP加固柱不会产生多的残余变形与累积破坏，对柱刚度增加较小，在不改变其破坏模式情况下消耗更多的能量。目前对RC柱的加固多采用单一加固法，对采用两种或多种方法加固墩柱的研究较少，若采用RPC单一加固，在地震作用下柱身仍有较多裂缝开展，核心混凝土膨胀得不到抑制，若采用FRP单一加固，加固柱变形能力增强，对试件柱承载力提升较弱。因
桂林理工大学硕士学位论文12（a）立方体试块（b）棱柱体试块图2.1混凝土试块抗压试验表2.1混凝土材料性能试块类型试样编号F/kN混凝土强度（MPa）立方体试块11009.344.92861.838.33926.441.24870.938.751122.749.961017.345.271129.248.28976.843.4棱柱体试块1801.935.62749.133.33713.331.74742.433.15767.334.1经过式2.1计算得到混凝土保证率系数t=2t=（Rn－R标）/Sn（2.1）混凝土强度保证率t～P对照表表得在t=1.65时，混凝土强度保证率为95%，本组混凝土试块t值计算为2，2﹥1.65，即本组混凝土试块强度保证率高于95%。
【参考文献】：
期刊论文
[1]混杂纤维RPC力学性能试验研究[J]. 鞠彦忠,徐力斌,王德弘,白俊峰. 应用基础与工程科学学报. 2019(06)
[2]活性粉末混凝土耐久性研究综述[J]. 王朋,李龙堂,丁耀宗. 建筑结构. 2019(S2)
[3]纤维增强复合材料增强和修复加固大尺寸钢筋混凝土柱抗震性能研究[J]. 宋文,冯鹏,黄福胜,王泽源,林红威,杨家琦. 工业建筑. 2019(09)
[4]纤维编织网增强混凝土加固RC柱恢复力模型研究[J]. 李耀,尹世平,刘鸣,叶桃. 应用基础与工程科学学报. 2019(04)
[5]聚丙烯腈纤维混凝土墩柱抗震性能试验研究[J]. 林新鹏,卓卫东,谷音,孙颖,陈力波. 福州大学学报(自然科学版). 2019(03)
[6]CFRP加固锈蚀钢筋混凝土短柱的抗震性能[J]. 徐玉野,王振,林碧兰. 土木与环境工程学报(中英文). 2019(03)
[7]高延性混凝土加固框架柱抗震性能试验研究及其轴压比限值分析[J]. 邓明科,张阳玺,陈尚城. 土木工程学报. 2019(02)
[8]绿色高性能水泥基复合材料加固火损RC柱抗震性能研究[J]. 赵文浩,李秀领. 防灾减灾工程学报. 2019(01)
[9]HPFL加固RC圆柱抗震性能试验研究[J]. 竹永恒,蒋隆敏,欧蔓丽,付华. 湖南工业大学学报. 2019(01)
[10]预应力碳纤维布加固混凝土圆柱预应力损失试验研究[J]. 卢春玲,刘传超,吴有胜,王鹏,李中洋. 公路交通科技. 2018(09)
硕士论文
[1]玄武岩纤维布加固钢筋混凝土方柱抗震性能研究[D]. 黄加付.合肥工业大学 2018
[2]预应力钢绞线网—聚合物砂浆加固柱抗震性能研究[D]. 林鹤云.华东交通大学 2017
[3]钢筋与套管约束CFRP纵筋混合配筋混凝土柱抗震性能研究[D]. 高王鑫.哈尔滨工业大学 2017
[4]FRP加固定量损伤RC圆柱抗震性能研究[D]. 冯远鹏.华南理工大学 2016
[5]预应力FRP加固钢筋混凝土柱抗震性能的有限元分析[D]. 张蝶.北京交通大学 2009
本文编号：3276396
【文章来源】：桂林理工大学广西壮族自治区
【文章页数】：97 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
中国地震烈度区划分图（2018）
桂林理工大学硕士学位论文2表1.1FRP材料特性材料种类抗拉强度（MPa）弹性模量（MPa）极限应变（%）密度（kg/m3）钢筋（0.4~0.6）×103（2.0~2.1）×10510.07.85AFRP（1.2~2.6）×103（0.5~1.2）×1051.7~2.51.1~1.3BFRP（1.6~2.1）×103（0.5~1.0）×1051.7~2.31.0~1.5CFRP（2.5~3.7）×103（1.5~2.4）×1051.1~1.71.3~1.7GFRP（1.4~1.7）×103（0.5~0.7）×1052.0~3.31.5~1.8活性粉末混凝土（ReactivePowderConcrete，RPC）是一种具有超高强度、高韧性、高耐久性、抗裂性能好[10-13]，疲劳强度高的新型水泥基复合材料．由于近年来RPC在核工程、防爆工程、高铁工程等特种大型工程中的应用越来越广，图1.2显示的是各种材料抗拉强度与断裂能，可以看出不同材料之间断裂能差异较大，在混凝土材料中，RPC的断裂能达到30000J/m2左右，比普通的混凝土与高强混凝土高90-100倍左右，具有超高的强度和良好的韧性可与金属铝钢媲美，本试验选RPC作为增大截面法选材。图1.2各种材料的断裂能与抗拉强度在地震荷载中作用下，使构件柱有一定的变形能力和吸收能力较为重要。我们用结构的延性表示结构在破坏阶段时，承载力没有明显降低的情况下结构发生变形能力。提高柱延性可已消耗更多的能量，使柱在破坏前有明显的征兆。与传统加固模式相比，FRP加固柱不会产生多的残余变形与累积破坏，对柱刚度增加较小，在不改变其破坏模式情况下消耗更多的能量。目前对RC柱的加固多采用单一加固法，对采用两种或多种方法加固墩柱的研究较少，若采用RPC单一加固，在地震作用下柱身仍有较多裂缝开展，核心混凝土膨胀得不到抑制，若采用FRP单一加固，加固柱变形能力增强，对试件柱承载力提升较弱。因
桂林理工大学硕士学位论文12（a）立方体试块（b）棱柱体试块图2.1混凝土试块抗压试验表2.1混凝土材料性能试块类型试样编号F/kN混凝土强度（MPa）立方体试块11009.344.92861.838.33926.441.24870.938.751122.749.961017.345.271129.248.28976.843.4棱柱体试块1801.935.62749.133.33713.331.74742.433.15767.334.1经过式2.1计算得到混凝土保证率系数t=2t=（Rn－R标）/Sn（2.1）混凝土强度保证率t～P对照表表得在t=1.65时，混凝土强度保证率为95%，本组混凝土试块t值计算为2，2﹥1.65，即本组混凝土试块强度保证率高于95%。
【参考文献】：
期刊论文
[1]混杂纤维RPC力学性能试验研究[J]. 鞠彦忠,徐力斌,王德弘,白俊峰. 应用基础与工程科学学报. 2019(06)
[2]活性粉末混凝土耐久性研究综述[J]. 王朋,李龙堂,丁耀宗. 建筑结构. 2019(S2)
[3]纤维增强复合材料增强和修复加固大尺寸钢筋混凝土柱抗震性能研究[J]. 宋文,冯鹏,黄福胜,王泽源,林红威,杨家琦. 工业建筑. 2019(09)
[4]纤维编织网增强混凝土加固RC柱恢复力模型研究[J]. 李耀,尹世平,刘鸣,叶桃. 应用基础与工程科学学报. 2019(04)
[5]聚丙烯腈纤维混凝土墩柱抗震性能试验研究[J]. 林新鹏,卓卫东,谷音,孙颖,陈力波. 福州大学学报(自然科学版). 2019(03)
[6]CFRP加固锈蚀钢筋混凝土短柱的抗震性能[J]. 徐玉野,王振,林碧兰. 土木与环境工程学报(中英文). 2019(03)
[7]高延性混凝土加固框架柱抗震性能试验研究及其轴压比限值分析[J]. 邓明科,张阳玺,陈尚城. 土木工程学报. 2019(02)
[8]绿色高性能水泥基复合材料加固火损RC柱抗震性能研究[J]. 赵文浩,李秀领. 防灾减灾工程学报. 2019(01)
[9]HPFL加固RC圆柱抗震性能试验研究[J]. 竹永恒,蒋隆敏,欧蔓丽,付华. 湖南工业大学学报. 2019(01)
[10]预应力碳纤维布加固混凝土圆柱预应力损失试验研究[J]. 卢春玲,刘传超,吴有胜,王鹏,李中洋. 公路交通科技. 2018(09)
硕士论文
[1]玄武岩纤维布加固钢筋混凝土方柱抗震性能研究[D]. 黄加付.合肥工业大学 2018
[2]预应力钢绞线网—聚合物砂浆加固柱抗震性能研究[D]. 林鹤云.华东交通大学 2017
[3]钢筋与套管约束CFRP纵筋混合配筋混凝土柱抗震性能研究[D]. 高王鑫.哈尔滨工业大学 2017
[4]FRP加固定量损伤RC圆柱抗震性能研究[D]. 冯远鹏.华南理工大学 2016
[5]预应力FRP加固钢筋混凝土柱抗震性能的有限元分析[D]. 张蝶.北京交通大学 2009
本文编号：3276396
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