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考虑尺寸效应的简支梁桥表层嵌入FRP材料弯曲性能研究
| 论文题名： | 考虑尺寸效应的简支梁桥表层嵌入FRP材料弯曲性能研究 |
| 关键词： | 尺寸效应;简支梁桥;FRP材料;弯曲性能 |
| 摘要： | 碳纤维CFRP增强材料,简称碳纤维,是近十年来在发达国家新兴的一种加固混凝土结构的新材料,以其优异的力学性能在工程领域日渐受宠,被人们称为“结构加固的新星”。碳纤维材料具有高强、轻质、耐腐蚀等特点,还具有施工方便、耐火性能好和耐碾压性能好等优势,因此被广泛应用于钢筋混凝土结构加固领域。目前,内嵌(Near-Surface-Mounted,简称NSM)加固法的研究主要集中在对简支梁的抗弯加固试验方面,考虑尺寸效应因素影响的加固试验相对较少,因此本文结合实际工程加固情况,利用经典相似理论,制作钢筋混凝土简支梁缩尺模型,对缩尺模型梁进行内嵌 CFRP抗弯加固试验,并与原型结构试验梁进行比较。主要试验内容如下: (1)本次试验共制作了三根钢筋混凝土缩尺模型梁,几何相似系数为1/2,其中一根梁为二次受力试验梁,另外两根为无初始荷载加固试验梁。试验过程中主要观测了正截面受弯破坏形态及挠度变形情况、裂缝的开展以及钢筋、混凝土和碳纤维应变变化情况,并记录了各试验梁的开裂荷载、屈服荷载和极限荷载。试验梁各个测试数据分别与原型试验梁进行比较分析,并依据试验结果,对尺寸效应问题进行探讨。 (2)本文在试验结果的基础上,总结出了内嵌CFRP加固钢筋混凝土简支梁的承载力理论计算公式,并将理论计算结果与试验结果进行比较,验证了理论计算公式的合理性和准确性。 (3)基于大型通用有限元分析软件,对内嵌CFRP加固钢筋混凝土简支梁进行非线性有限元分析,将有限元分析结果与实际试验结果进行比较,有限元分析结果和试验结果的一致性说明了采用计算模型的正确性与可行性。 (4)依据试验内容及理论分析结果,对碳纤维材料加固钢筋混凝土梁进行了抗弯设计分析,提出了抗弯加固设计公式和最大加固量计算公式,为实际加固时提供了参考依据。 |
| 作者： | 李力 |
| 专业： | 桥梁与隧道工程 |
| 导师： | 王兴国 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 河南理工大学 |
| 学位年度： | 2012 |
| 正文语种： | 中文 |
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