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碳纤维布增强钢筋混凝土构件受拉研究

任庆新

   目前国内外对碳纤维布加固钢筋混凝土结构的研究主要集中在抗弯、抗剪、抗压、抗震、抗扭等方面的理论分析、试验研究及数值模拟上,而对碳纤维布加固钢筋混凝土构件抗拉性能的研究未见相关文献。在实际工程中,荷载增加、结构老化、设计失误等原因往往造成结构构件的抗拉承载力不能满足要求,需对构件抗拉加固来保证它的承载能力。鉴于此,本文对24根碳纤维布增强钢筋混凝土构件抗拉性能进行试验研究,对构件的破坏特性及承载能力进行分析,提出实用计算公式,并对其进行数值模拟,得出如下主要结论: 1.试验研究表明,经碳纤维布加固的钢筋混凝土构件轴心抗拉极限承载力可提高13.6%-32.8%,开裂荷载也有较小程度提高;随着贴布层数的增加,加固构件承载力明显增加,但并不是线性关系;随着配筋率的增大,加固效果有所下降;混凝土开裂前的预加载、持载对构件的开裂荷载、极限荷载影响较小,混凝土开裂后的预加载、持载对构件的极限荷载影响较大;粘贴碳纤维布可以很好地限制钢筋混凝土轴心受拉构件裂缝的宽度及间距,尤其是边缘裂缝宽度,这对改善轴心受拉构件的耐久性有一定实用意义;所提出的受拉构件加固后承载力及裂缝计算公式的计算结果与试验数据吻合较好,可用于实际加固工程设计参考; 2.数值分析表明,碳纤维布对钢筋混凝土轴心受拉构件加固效果明显,经碳纤维布加固的构件其极限承载力可提高17.9%-53.7%,开裂荷载提高程度较小,一层布约为1.3%;随着混凝土强度等级的增加,碳纤维布对开裂荷载的贡献增加;随着碳纤维布层数的增加,其对承载力的提高程度明显增加。本文所提碳纤维布加固钢筋混凝土轴心受拉构件建模及加载方法计算结果与试验数据吻合较好,可用于实际加固工程设计参考; 3.试验研究表明,经碳纤维布加固的钢筋混凝土构件小偏心抗拉极限承载力可提高17.4%-34.2%,开裂荷载也有较小程度提高;随着贴布层数的增加,加固构件承载力明显增加,但并不是线性关系;随着配筋率的增大,加固效果有所下降;粘贴碳纤维布可以很好地限制钢筋混凝土小偏心受拉构件裂缝的宽度及间距,尤其是边缘裂缝宽度,这对改善小偏心受拉构件的耐久性有一定实用意义;混凝土开裂前的预加载、持载对构件的开裂荷载、极限荷载影响较小,混凝土开裂后的预加载、持载对构件的极限荷载影响较大;所提出的小偏心受拉构件加固后承载力及裂缝计算公式的计算结果与试验数据吻合较好,可用于实际加固工程设计参考; 4.数值分析表明,碳纤维布对钢筋混凝土小偏心、大偏心受拉构件加固效果明显,经碳纤维布加固的构件其极限承载力可提高13.9%-39.5%、19.0%-57.1%,开裂荷载提高程度较小,一层布约为2.0%、2.5%;随着混凝土强度等级的增加,碳纤维布对开裂荷载的贡献有所增加;随着碳纤维布层数的增加,其对承载力的提高程度明显增加。本文所提碳纤维布加固钢筋混凝土偏心受拉构件建模及加载方法计算结果与试验数据吻合较好,可用于实际加固工程设计参考。……   
[关键词]:碳纤维布;加固;钢筋混凝土;抗拉承载力;试验研究;数值分析
[文献类型]:博士论文
[文献出处]:大连理工大学2007年
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