CFRP布加固冻融损伤混凝土构件力学性能研究

来源 :沈阳大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:wjh198004546
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碳纤维增强复合材料(Carbon Fiber Reinforced Plastics,简称CFRP)是将一定长度的碳纤维编织而形成的具有多种功能的复合材料。随着我国建筑事业的快速发展,人们对建筑结构提出了更高的要求。CFRP布具有高强、轻质、减震、优异的力电效应、压敏性及节约建筑面积等性能,同时对混凝土构件的开裂也有一定的延缓作用,因此,CFRP布引起了人们的广泛关注。国外早已将CFRP布加固技术用于工程实践中,而我国科研和工程应用相对较少。为此,本文采用试验研究、理论分析和ABAQUS模拟的方法,研究CFRP布加固混凝土构件的粘结性能,荷载—应变曲线以及CFRP布加固不同冻融损伤试件的抗弯、轴压等力学性能。主要内容有:通过CFRP布加固梁的弯剪试验,研究加固端的破坏类型,层间位移,荷载、粘贴长度、层数、挠度以及应变之间的关系。通过理论分析,推导出CFRP布加固试件的粘结应力公式,运用ABAQUS对试验进行模拟,并对试验值、理论值、模拟值进行对比。通过多组试件的冻融循环试验,得到冻融试件的质量损失以及动弹性模量损失率,建立了冻融损伤试件的本构关系模型。通过对冻融试件全包加固,进行抗弯试验,得到不同冻融循环次数下全包加固试件应力-应变曲线的上升段。通过理论计算,得到试件的抗弯承载力,对试验值、理论值进行对比分析。通过对CFRP布加固普通混凝土柱进行轴压试验,研究其受力性能,加固方式,破坏形态,环向、竖向变形等;通过对全包、分包等变化参数的对比分析,分析表明:全包加固方式可明显提高试件的承载力,有效约束加固柱的环向变形。在试验分析基础上,提出了CFRP布加固柱的承载力计算公式。利用ABAQUS模拟加固柱的受力全过程以及开裂过程,得到荷载与竖向变形的关系曲线。对混凝土试件分别进行50、100、150次冻融循环,试件受到不同程度的损伤,采用CFRP布对损伤试件加固后,通过对加固柱进行轴心受压试验,研究其受力性能、破坏形态、加固方式、竖向变形、承载能力以及不同位置的应变。试验表明:CFRP布加固技术能有效提高冻融损伤试件的承载力,随着冻融循环次数的增加,加固试件的承载力提高越明显,并与加固普通混凝土试件进行对比,得到损伤试件加固后的特有属性。通过修正损伤混凝土的本构关系,得到损伤加固试件的承载力。利用ABAQUS对CFRP布加固冻融损伤柱的受力过程进行模拟,得到CFRP布加固损伤柱荷载与竖向变形的关系曲线。
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