钢板与预应力碳纤维布组合加固RC梁抗弯承载力分析

发布时间：2020-05-18 21:26

【摘要】：混凝土梁桥在运营较长时间后,会出现混凝土开裂等破损现象,引起结构承载力降低,使建筑物处于危险状况。桥梁的加固补强可以恢复甚至增强钢筋混凝土旧桥的抗弯剪性能,保证使用功能。目前外粘钢板与粘贴碳纤维布(CFRP)两种加固混凝土结构的技术在工程应用中发展较快,逐渐成熟。为了有效结合两种材料,提出了一种钢板与预应力CFRP布组合加固的新方法,即:将钢板锚固于钢筋混凝土梁底部,碳纤维布施加预应力后粘贴于钢板上,实现对梁的组合加固。钢板与碳纤维布的结合可以增强粘贴效果,同时预应力的应用使之成为一种主动加固方式。本文首先论述了粘贴钢板与粘贴碳纤维布、以及二者的组合加固方法在国内外的研究现状,介绍了钢板与预应力碳纤维布组合加固方法的具体操作步骤以及两种主要的预应力施加方法,其次从理论上探讨了未加固梁(对比梁)、单独粘贴钢板加固梁、单独粘贴碳纤维布加固梁以及钢板-预应力CFRP布组合加固梁持荷下的受力情形,基于钢板与预应力碳纤维布组合加固RC梁的抗弯性能研究,系统地建立了适合组合加固梁抗弯正截面承载力计算公式,并与相关文献试验数据进行对比,结果表明:理论计算值与相关文献试验值较为接近,试验中梁的破坏模式和理论预测的破坏模式基本吻合;相对于单一粘贴碳纤维布加固梁,组合加固梁的极限弯矩提高了37.4%-57.1%,屈服弯矩提高了60.4%-95.7%;相对于单一粘贴钢板加固梁,组合加固梁的极限弯矩提高了25.4%-39.7%,说明钢板与预应力碳纤维布组合加固技术可有效提高梁的抗弯性能。然后运用有限元分析软件,根据各个材料的本构关系,建立计算模型,文中钢筋混凝土梁采用分离式模型,介绍了各种材料所使用的单元类型,分析结果表明:数值模拟与试验现象吻合良好,提出的抗弯承载力计算公式合理可靠。最后结合本文引用文献以及其他相关试验分析了钢板与预应力CFRP布组合加固梁的破坏形式,组合加固梁正截面抗弯破坏模式可以分为超筋破坏、适筋破坏和剥离破坏三大类。
【学位授予单位】：武汉理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：U441

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本文编号：2670332