论文部分内容阅读
土木工程基础设施,如桥梁、海洋结构、海港码头、大坝、隧道等使用期都长达几十年,甚至上百年。在其服役过程中,在潮湿、温度变化、氯离子等恶劣环境下钢筋容易产生锈蚀,结构不可避免地产生损伤累积和抗力衰减,从而抵抗自然灾害的能力下降,甚至引发灾难性的突发事故。纤维增强塑料Fiber Reinforced Plastic(FRP)抗拉强度高、耐腐蚀、重量轻的特点可以使其在以上结构中进行加固以恢复或提高结构性能。因此FRP加固混凝土结构因其突出的优势和特点受到国内外科研工作者的关注,并开展了系统的科学研究和工程应用。在常见的两种加固方法中,嵌入式FRP加固法与表面粘贴FRP加固法相比因其突出的优势,而受到广泛的重视。但这方面的研究工作仍有许多不足:一方面,目前国内外较多研究集中在表面粘贴FRP加固法,嵌入式FRP加固法的力学性能鲜有研究;另一方面,许多出现问题、需要加固的建筑物或土木工程基础设施,其使用环境处于潮湿、温度变化、氯离子等腐蚀环境下,但其耐久性方面的性能尚未开展研究。本课题围绕NSM-FRP这种加固方法及存在的问题,研究了CFRP板条与混凝土的粘结性能、腐蚀环境对CFRP板条与混凝土的粘结性能的影响,以及CFRP板条加固钢筋混凝土梁时不同嵌贴长度对梁的承载力和破坏模式的影响。具体研究内容和成果如下:1)首先,研究了紫外线循环和盐雾干湿循环腐蚀环境下,不同粘结长度对表面嵌贴CFRP板条与混凝土粘结性能的影响,并与自然环境下CFRP板条与混凝土粘结性能试验结果进行了对比研究。试验结果表明:腐蚀作用3个月后,两种腐蚀环境对试件的破坏形态、承载力以及粘结-滑移关系都有一定程度的影响,较紫外线环境,盐雾环境影响更大些。2)其次,通过试验研究CFRP板条加固钢筋混凝土梁时不同嵌贴长度对梁的承载力、裂缝开展、破坏模式的影响。试验结果表明:加固对梁的抗裂性能以及抗弯承载力有明显的提高,并随嵌贴长度的增加而增大。3)最后,利用有限元软件ANSYS对CFRP板条嵌入法方法加固混凝土构件拉拔试验过程中正应力、剪应力进行数值模拟分析,并分析CFRP板条加固混凝土的多方面影响因素,为CFRP加固混凝土结构软件分析领域提供可参考价值的研究成果。