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碳纤维布加固钢筋混凝土箱梁弯扭受力性能研究
| 论文题名： | 碳纤维布加固钢筋混凝土箱梁弯扭受力性能研究 |
| 关键词： | 混凝土箱梁;碳纤维布;加固工艺;弯扭受力 |
| 摘要： | CFRP作为一种高性能材料，具有优异的物理性能、质量轻、耐腐蚀性、施工方便和占用空间小等优点，已成为加固钢筋混凝土结构的主要材料，对其加固设计方法和加固计算理论分析是工程师们所关注的热点问题。桥梁结构大多数都处于复合受力的状态，对复合受力的桥梁结构进行加固愈发受到人们的重视。近年来，加固工艺方面也制定了对应的技术规范，但对于使用CFRP加固的箱梁，在弯扭复合受力情况下的受力机理影响因素比较多，至今仍然缺乏较为深入的研究。在众多的加固工程中CFRP材料由于其优点突出而备受人们的青睐，因此对CFRP加固箱梁在弯扭复合受力下的承载力试验以及理论的研究，显得意义重大。 本文对CFRP加固混凝土箱梁在复合受力下进行扭承载力进行试验。制作了5片钢筋混凝土箱形试验梁，预留一片箱梁不进行加固作为试验对比梁，然后对剩下的4片箱梁按不同的CFRP粘贴方式进行加固。具体对每片箱梁进行分级加载试验，得到了箱梁在不同荷载工况下各测试截面的挠度、钢筋、CFRP与混凝土的应变，并对加载过程中梁体表面开展的裂缝进行观测记录。对试验结果的分析表明，使用外表面粘贴CFRP加固能够对箱梁抗扭承载力提高45％左右，对箱梁进行 U型加固方式是抗扭承载力提高的主要因素，它对混凝土的包裹作用提高了结构抗扭承载力，提高了受扭构件的刚度，对裂缝的发展有抑制作用，且减小了裂缝宽度。 以变角度空间桁架理论作为基础，依据静力平衡条件建立方程，推导了CFRP加固梁在弯扭受力下的抗扭极限承载力公式。以现行混凝土结构设计规范中关于受扭构件承载力相关计算公式为基础，结合复合受力下的弯扭无量纲相关关系式，将CFRP对结构抗力贡献因素考虑进去，推导了纯扭和弯扭两种模式下构件的抗扭承载力计算式。 利用ANSYS通用有限元分析软件，仿真模拟CFRP加固钢筋混凝土箱梁的复合受力模型，对各箱梁试件在不同荷载工况下的受力情况进行分析求解，计算所得的箱梁抗扭刚度曲线，挠度曲线与试验结果比较接近，说明使用ANSYS进行加固分析是可行的。 |
| 作者： | 陈金义 |
| 专业： | 桥梁与隧道工程 |
| 导师： | 丁南宏 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 兰州交通大学 |
| 学位年度： | 2016 |
| 正文语种： | 中文 |
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