預(yù)應(yīng)力CFRP布加固負(fù)載混凝土圓柱軸心受壓試驗(yàn)研究.pdf

1、學(xué)校代碼：10225學(xué)號(hào)：S14299學(xué)位論文預(yù)應(yīng)力CFRP布加固負(fù)載混凝土圓柱軸心受壓試驗(yàn)研究指導(dǎo)教師姓名：申請(qǐng)學(xué)位級(jí)別：論文提交日期：授予學(xué)位單位：葉旭程?hào)|輝教授碩士2014年4月東北林業(yè)大學(xué)東北林業(yè)大學(xué)學(xué)科專(zhuān)業(yè)：結(jié)構(gòu)工程論文答辯日期：2014年6月授予學(xué)位日期：2014年6月答辯委員會(huì)主席：論文評(píng)閱人：素夕厶櫛素大學(xué)摘要摘要碳纖維布增強(qiáng)復(fù)合材料(carbonfiberreinforcedpolymersheet，以下簡(jiǎn)稱(chēng)CFRP布

2、)是采用固化工藝將碳纖維絲和樹(shù)脂以特定的比例經(jīng)過(guò)機(jī)械加工固化或者通過(guò)有方向性的紡織而形成的復(fù)合材料。CFRP布不僅具有輕質(zhì)高強(qiáng)、彈性模量高、易加工和耐腐蝕性好的特點(diǎn)，還可利用其對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)進(jìn)行加固補(bǔ)強(qiáng)，此加固方法已被較為廣泛的應(yīng)用于實(shí)際工程中，具有耐腐蝕、施工工期短、操作工序簡(jiǎn)單、適用面廣等優(yōu)點(diǎn)。近幾年，CFRP布加固方法已成為廣大工程人員及科研學(xué)者研究的熱點(diǎn)，但目前國(guó)內(nèi)外研究人員在預(yù)應(yīng)力CFRP布加固負(fù)載混凝土柱這一方向的研究開(kāi)展得較

3、少，基于這一現(xiàn)狀，本文主要開(kāi)展了以下工作：(1)為開(kāi)展預(yù)應(yīng)力CFRP加固負(fù)載混凝土圓柱軸心受壓性能研究，以混凝土柱負(fù)載水平、CFRP布預(yù)張拉應(yīng)力、CFRP布層數(shù)為試驗(yàn)參數(shù)，設(shè)計(jì)制作了12根圓形截面混凝土短柱，其中包括一根未加固普通混凝土柱和二根普通CFRP布加固柱。試驗(yàn)中采用的張拉機(jī)具在已有模型基礎(chǔ)上稍加改進(jìn)，分別在負(fù)載與非負(fù)載條件下進(jìn)行預(yù)應(yīng)力CFRP布加固，完成軸心受壓試驗(yàn)，并獲得12組試驗(yàn)數(shù)據(jù)。(2)對(duì)加固負(fù)載圓形截面混凝土短柱進(jìn)行

4、破壞狀態(tài)、正截面承載力、柱身延性及CFRP布約束機(jī)理等方面研究。研究結(jié)果表明：在負(fù)載狀態(tài)與非負(fù)載狀態(tài)下進(jìn)行預(yù)應(yīng)力CFRP布加固，均能有效提高圓形截面混凝土短柱的屈服強(qiáng)度和極限承載力，且屈服強(qiáng)度的提高幅度與CFRP布層數(shù)和預(yù)應(yīng)力水平有關(guān)；在相同負(fù)載狀態(tài)下，混凝土柱的極限承載力只與CFRP布的層數(shù)有關(guān)，預(yù)應(yīng)力水平對(duì)柱極限承載力無(wú)明顯影響；預(yù)應(yīng)力CFRP布能限制混凝土柱的縱向和橫向變形，較大幅度提高混凝土的極限壓應(yīng)變，增強(qiáng)混凝土柱的變形能力。

5、(3)分別采用普通CFRP布和預(yù)應(yīng)力CFRP布對(duì)混凝土圓柱加固，對(duì)比分析其受力機(jī)理，分析表明：預(yù)應(yīng)力的施加，改變了普通CFRP布在加固中處于被動(dòng)提供約束力的狀況，使CFRP布由被動(dòng)受力狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃?dòng)受力狀態(tài)，CFRP布能更好地與構(gòu)件協(xié)同受力，緩解CFRP布應(yīng)變滯后現(xiàn)象，充分發(fā)揮CFRP布高強(qiáng)優(yōu)勢(shì)。(4)基于試驗(yàn)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)，利用有限元軟件ABAQUS對(duì)12根圓形截面混凝土短柱進(jìn)行軸心受壓模擬，將試驗(yàn)值與有限元分析值進(jìn)行比較，結(jié)果表明分析值和