纤维织物网增强水泥砂浆加固钢筋混凝土T梁抗弯性能试验研究

发布时间：2017-10-14 12:19

  本文关键词：纤维织物网增强水泥砂浆加固钢筋混凝土T梁抗弯性能试验研究

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【摘要】：纤维织物网—纤维增强聚合物水泥砂浆(TRM)加固混凝土梁是一种将高强纤维织物网格嵌入聚合物水泥砂浆中并粘结于混凝土表面的加固技术。与常规FRP加固钢筋混凝土结构技术相比,该加固技术因使用砂浆这种水泥基无机凝胶材料,因而能够与原结构混凝土相互渗透并更好的相容,此外聚合物水泥还具有耐高温、能够用于水下环境能诸多优点,使得该加固方法具有更加广泛的应用领域。本文在自主研发的芳纶纤维织物网成品的基础上,展开了纤维织物—聚合物水泥加固混凝土结构的研究。研究首先利用双剪切试验探索了界面处理方式对混凝土—聚合物砂浆粘结性能的影响,其次通过对1片对比梁和3片AFRP—TRM加固梁的静力试验对影响加固效果的因素(加固量、纤维束空隙率)进行了研究,最后结合有限元分析和理论分析,对AFRP—TRM加固钢筋混凝土T梁抗弯性能进行了研究,得出以下结论:(1)纤维束空隙率和混凝土—砂浆的界面粘结强度对TRM加固层的工作性能有重要影响,纤维束空隙率过小将导致纤维束所在平面内砂浆有效面积不足而发生剪切破坏(分层破坏);混凝土—砂浆界面的粘结强度不足将导致加固层的剥离破坏,这两种破坏都属于早期破坏的范畴,在加固设计时因注意避免。(2)采用钢板进行局部锚固可以显著提高混凝土—砂浆界面的粘结强度,使得加固层与原梁很好的协调工作,避免剥离破坏的发生。(3)对于未发生早期破坏的加固梁,在忽略加固层砂浆与梁体混凝土、芳纶纤维束与加固层砂浆之间滑移时,有限元模型能较好地模拟加固梁的受力性能。但对于早期破坏的加固梁,模拟值与试验值相差较大。(4)针对不同破坏模式,给出了AFRP—TRM加固钢筋混凝土T梁极限承载力的计算公式,可供实际加固设计参考。
【关键词】：桥梁加固 芳纶纤维 纤维增强水泥砂浆 钢筋混凝土T梁 抗弯性能试验
【学位授予单位】：长安大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U445.72
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 第一章 绪论10-18
• 1.1 引言10-11
• 1.2 纤维织物网增强水泥砂浆加固技术11-16
• 1.2.1 纤维织物网增强水泥砂浆加固技术简介11-12
• 1.2.2 纤维织物网增强水泥砂浆加固技术研究现状12-14
• 1.2.3 纤维织物网增强水泥砂浆主动加固前景分析14-16
• 1.3 本文研究内容16-18
• 第二章 聚合物砂浆—混凝土界面粘结性能试验18-28
• 2.1 新老混凝土粘结性能研究现状18-21
• 2.1.1 新老混凝土粘结性能影响因素研究18-19
• 2.1.2 新老混凝土粘性性能试验方法19-21
• 2.2 试验概况21-24
• 2.2.1 试验设计21
• 2.2.2 试件制作21-23
• 2.2.3 试验装置及试验方案23-24
• 2.3 试验现象24-25
• 2.4 试验结果及分析25-26
• 2.5 本章小结26-28
• 第三章 试验梁设计制作及加载方案28-37
• 3.1 试验概况28
• 3.2 试验材料28-31
• 3.3 试验梁设计制作31-33
• 3.4 试验加载方案及量测内容33-37
• 3.4.1 试验设备33-34
• 3.4.2 试验加载方案34-35
• 3.4.3 量测内容及测点布置35-37
• 第四章 试验结果及分析37-48
• 4.1 试验现象及破坏特征37-41
• 4.2 承载力分析41-43
• 4.3 荷载—跨中挠度曲线分析43-44
• 4.4 荷载—钢筋应变曲线分析44-45
• 4.5 延性分析45-47
• 4.6 本章小结47-48
• 第五章 数值分析及结果比较48-63
• 5.1 引言48
• 5.2 材料本构关系48-54
• 5.2.1 混凝土本构模型48-53
• 5.2.2 钢筋本构模型53-54
• 5.2.3 芳纶纤维束本构模型54
• 5.2.4 聚合物砂浆本构模型54
• 5.3 单元类型54-55
• 5.3.1 混凝土、聚合物砂浆单元类型54-55
• 5.3.2 钢筋、芳纶纤维束单元类型55
• 5.4 数值模型建立55-58
• 5.4.1 几何模型建立55-56
• 5.4.2 相互作用及边界条件56-57
• 5.4.3 网格划分57-58
• 5.5 有限元计算结果对比分析58-62
• 5.5.1 极限承载力分析58-60
• 5.5.2 荷载—跨中挠度曲线分析60-61
• 5.5.3 荷载—钢筋应变曲线分析61-62
• 5.6 本章小结62-63
• 第六章 芳纶纤维织物网增强水泥砂浆加固钢筋混凝土T梁正截面承载力计算63-75
• 6.1 破坏类型和极限状态分析63-64
• 6.2 正截面极限承载力计算64-74
• 6.2.1 基本假定64
• 6.2.2 界限破坏相对受压区高度64-67
• 6.2.3 最小、最大配网率计算67-68
• 6.2.4 少筋破坏梁正截面承载力计算68-70
• 6.2.5 适筋破坏梁正截面承载力计算70-72
• 6.2.6 超筋破坏梁正截面承载力计算72-74
• 6.3 正截面承载力计算值与试验值比较74
• 6.4 本章小结74-75
• 结论与展望75-77
• 参考文献77-82
• 攻读硕士期间发表的论文82-83
• 致谢83

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本文编号：1031024