UHPC加固损伤板受弯性能的研究

发布时间：2017-07-08 20:26

  本文关键词：UHPC加固损伤板受弯性能的研究

  更多相关文章： 超高性能混凝土(UHPC) 加固混凝土箱梁 开裂强度 抗弯承载能力 裂缝

【摘要】：本文针对现有桥梁结构普遍出现的诸如混凝土老化、破损、变形较大、开裂现象严重、桥梁的持荷能力明显下降等病害,提出UHPC加固损伤板新方法。本文研究的UHPC加固方法充分利用UHPC与普通混凝土的表面粘接力和抗剪栓钉提供界面剪力,依靠配筋UHPC自身超高的材料性能增强加固结构的整体刚度、延性及承载能力。UHPC加固方法不仅可以使原结构正常使用状态得到大幅改善,并且基本不增加结构自重,耐久性极强,更为关键的是其有效避免了有机粘接剂的质量及耐久性问题对加固带来的巨大危害。关于UHPC加固损伤板的结构受弯性能,本文主要做了一下几个方面的研究,并得出相关结论如下:(1)通过对3块足尺寸箱梁顶板局部模型进行加固试验研究,并对其开裂强度和承载能力进行分析得知,正/负弯矩作用下,加固对试件整体的刚度提高非常明显;UHPC加固层可以显著抑制普通混凝土损伤板初始裂缝的进一步发展;破坏前有较强延性和明显形变,破坏形式符合预期;该加固方法对整体承载能力提高较明显,并且可以显著增强结构整体的防水性能及耐久性;(2)运用非线性有限元软件Marc对试验模型进行应力、挠度、开裂应变等方面的对比分析可知,正/负弯矩作用下的试验板挠度和裂缝宽度实测值均大于有限元计算值,原因是试验板前期预压裂缝对其结构整体刚度的影响较大。同时由于材料的初始缺陷及不均匀性,导致试验板实测破坏荷载小于有限元计算值;模型的应力分布均与实际情况吻合,模型可以准确的模拟钢筋混凝土弹性阶段及屈服阶段的应力,同时模型的两种破坏形态与实际破坏情况相符;(3)通过平截面假定、塑性理论及粘接-滑移理论等方法对试验板的开裂荷载、界面失效强度、极限承载能力和最大裂缝宽度进行分析可得到,负弯矩作用下UHPC层的开裂荷载、正弯矩作用下加固层与原结构粘接面的界面失效荷载及两种加载情况下的破坏荷载均与试验实测荷载值吻合良好,计算中各项假定成立,破坏形态符合预期;(4)结合国内外现有最新研究情况,提出基于粘接-滑移理论的UHPC层裂缝宽度计算公式,以更加接近实际受力情况的二次函数模拟钢筋和UHPC间的粘接力,并首次采用三种不同的区域衰减函数对UHPC层开裂后截面残余应力进行模拟分析,得到关于裂缝宽度的非线性函数计算公式;同时选取国内外现行规范中推荐的纤维增强混凝土裂缝宽度计算公式对负弯矩作用下的试验板进行裂缝宽度计算对比分析。
【关键词】：超高性能混凝土(UHPC) 加固混凝土箱梁 开裂强度 抗弯承载能力 裂缝
【学位授予单位】：湖南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U445.72
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 绪论10-23
• 1.1 引言10-11
• 1.2 依托工程概况11-14
• 1.2.1 某特大桥概况11-12
• 1.2.2 某特大桥火灾情况简介12-14
• 1.3 现有加固方法综述14-19
• 1.3.1 表面缺陷和裂缝修补14-15
• 1.3.2 增大截面加固法15
• 1.3.3 外包型钢加固法15-16
• 1.3.4 增设辅助构件加固法16
• 1.3.5 粘贴加固法16-17
• 1.3.6 体系转换加固法17-18
• 1.3.7 体外预应力加固法18
• 1.3.8 高性能复合砂浆钢筋网加固法18-19
• 1.3.9 对现有加固方法的评述19
• 1.4 超高性能混凝土概述19-21
• 1.5 超高性能混凝土加固混凝土损伤板新技术21-22
• 1.5.1 超高性能混凝土加固混凝土损伤板技术的优点21-22
• 1.5.2 超高性能混凝土加固混凝土损伤板技术的现状和发展22
• 1.6 主要研究目的与内容22-23
• 1.6.1 研究目的22
• 1.6.2 研究内容22-23
• 第2章 UHPC加固损伤板受弯性能的试验研究23-38
• 2.1 研究思路及试验目的23
• 2.2 试验概况23-28
• 2.2.1 试件设计及材料特性23-26
• 2.2.2 试件前期预压裂缝26-27
• 2.2.3 试验加载及测量方案27-28
• 2.3 试验结果及分析28-36
• 2.3.1 荷载-挠度曲线28-30
• 2.3.2 荷载-应变曲线30-32
• 2.3.3 裂缝与发展规律32-35
• 2.3.4 破坏形态35-36
• 2.3.5 主要试验结果汇总36
• 2.4 本章小结36-38
• 第3章 UHPC加固损伤板试验非线性有限元分析38-48
• 3.1 分析软件简要介绍38
• 3.1.1 Marc公司与Marc38
• 3.1.2 Marc的产品38
• 3.2 模型介绍38-39
• 3.3 有限元计算结果与试验结果对比分析39-47
• 3.3.1 负弯矩作用下模型与试验结果对比分析40-43
• 3.3.2 正弯矩作用下模型与试验结果对比分析43-47
• 3.4 本章小结47-48
• 第4章 UHPC加固层的弯拉裂缝宽度分析48-69
• 4.1 开裂强度分析48-50
• 4.1.1 负弯矩试验开裂强度分析48-49
• 4.1.2 正弯矩试验界面失效强度分析49-50
• 4.2 极限抗弯承载力分析50-52
• 4.2.1 负弯矩作用下试验板极限抗弯承载力分析50
• 4.2.2 正弯矩作用下试验板极限抗弯承载力分析50-52
• 4.3 普通钢筋混凝土的裂缝宽度计算方法52-56
• 4.3.1 基于粘结-滑移理论的裂缝宽度计算公式推导53-56
• 4.4 配筋纤维增强混凝土的裂缝宽度计算方法56-61
• 4.4.1 配筋钢纤维增强混凝土裂缝宽度计算公式推导56-61
• 4.5 UHPC加固层的弯拉裂缝宽度计算61-67
• 4.5.1 中国《纤维混凝土结构技术规程》(CECS 38：2004)62
• 4.5.2 法国UHPFRC-2013规范62-64
• 4.5.3 欧规Mode Code 201064-65
• 4.5.4 UHPC弯拉裂缝宽度计算65-67
• 4.6 本章小结67-69
• 结论与展望69-72
• 主要结论69-70
• 展望70-72
• 参考文献72-76
• 致谢76-77

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 曾庆响;梁焕华;李法尧;肖芝兰;朱振林;董清华;;预应力高强混凝土管桩正截面受弯性能试验研究[J];建筑结构;2010年04期

2 王元清;张如杭;石永久;杨璐;;框架深肋组合扁梁受弯性能的试验研究[J];建筑结构学报;2007年03期

3 杨明;;锈蚀钢筋混凝土梁受弯性能有限元分析[J];金陵科技学院学报;2008年02期

4 田水,彭少民,谷倩,欧柯;卸载率对碳纤维布补强加固钢筋混凝土梁受弯性能的影响[J];工程建设与设计;2005年09期

5 刘立新;桑大勇;王仁义;;锚贴钢板加固钢筋混凝土梁受弯性能的试验研究[J];建筑结构;2007年S1期

6 刘立新;陈伟;李晓芬;;锚贴钢板加固钢筋混凝土梁受弯性能的试验研究[J];郑州大学学报(工学版);2006年01期

7 杨建军;金灵芝;王茂;杨承;;布置筒芯的现浇混凝土空心板受弯性能试验研究[J];铁道科学与工程学报;2008年01期

8 陈海;孙伟民;郭樟根;吕慧慧;;预应力混凝土叠合板受弯性能的试验研究[J];特种结构;2012年03期

9 季直仓;预应力混凝土构件受弯性能计算机分析[J];建筑科学;1988年06期

10 赵彤,罗振彪,谢剑,刘明国,李一松;碳纤维布加固钢筋混凝土板受弯性能的研究[J];建筑技术;2001年06期

中国重要会议论文全文数据库 前8条

1 赵军;高丹盈;朱海堂;;钢筋钢纤维增强部分砼梁受弯性能分析的计算机方法[A];第七届全国结构工程学术会议论文集（第Ⅱ卷）[C];1998年

2 刘立新;桑大勇;王仁义;;锚贴钢板加固钢筋混凝土梁受弯性能的试验研究[A];首届全国既有结构加固改造设计与施工技术交流会论文集[C];2007年

3 胡晓凌;罗素蓉;;自密实高性能混凝土梁受弯性能试验研究[A];第十二届全国结构工程学术会议论文集第Ⅰ册[C];2003年

4 齐玉军;张富宾;刘伟庆;;木材夹芯复合材料连续梁的制备及受弯性能试验研究[A];第八届全国建设工程FRP应用学术交流会论文集[C];2013年

5 肖建庄;兰阳;;再生混凝土简支梁受弯性能的非线性分析与试验验证[A];首届全国再生混凝土研究与应用学术交流会论文集[C];2008年

6 莫测先;张鹏;於永和;李冰;韦永乐;韦树英;;CFRP板加固预应力空心板受弯性能的试验研究[A];第15届全国结构工程学术会议论文集（第Ⅲ册）[C];2006年

7 陈超;金凌志;谢旦;;预应力RPC简支梁受弯性能浅析[A];第十一届后张预应力学术交流会论文集[C];2011年

8 飞渭;彭飞飞;江世永;陈正平;;考虑二次受力预应力CFRP布加固混凝土梁的受弯性能试验研究[A];第三届全国FRP学术交流会议论文集[C];2004年

中国博士学位论文全文数据库 前2条

1 尹世平;TRC基本力学性能及其增强钢筋混凝土梁受弯性能研究[D];大连理工大学;2010年

2 孟履祥;纤维塑料筋部分预应力混凝土梁受弯性能研究[D];中国建筑科学研究院;2005年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 于凤龙;钢筋混凝土缺角板受弯性能试验研究与有限元分析[D];扬州大学;2015年

2 周明卿;配表层钢筋混凝土梁的受弯性能分析[D];扬州大学;2015年

3 陆洋;铝合金方管开孔梁受弯性能研究[D];合肥工业大学;2016年

4 王必元;ECC力学性能及其增强钢筋/FRP筋—混凝土复合梁受弯性能研究[D];扬州大学;2016年

5 党祺;UHPC加固损伤板受弯性能的研究[D];湖南大学;2016年

6 杨明;锈蚀钢筋混凝土梁受弯性能研究[D];东南大学;2006年

7 李金;截面尺寸对三明治板受弯性能的影响[D];兰州理工大学;2012年

8 叶焕军;玄武岩纤维混凝土梁受弯性能研究[D];东北林业大学;2011年

9 陈伟;锚贴钢板加固钢筋混凝土梁受弯性能的研究[D];郑州大学;2006年

10 李佳;高强钢筋混凝土梁受弯性能数值分析[D];大连理工大学;2012年

，

本文编号：536191