碳纤维布加固纵筋锈蚀混凝土梁正截面抗弯及耐久性研究

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1、中图分类号：TU37论文编号：102870118-S138学科分类号：081402硕士学位论文碳纤维布加固纵筋锈蚀混凝土梁正截面抗弯及耐久性研究研究生姓名周迎利学科、专业结构工程研究方向工程结构安全性与耐久性指导教师吴瑾教授南京航空航天大学研究生院航空宇航学院二О一八年三月NanjingUniversityofAeronauticsandAstronauticsTheGraduateSchoolCollegeofAerospaceEngineeringResearchonFlexuralPerformanceandDurabi

2、lityofCorrodedReinforcedConcreteBeamsStrengthenedwithCFRPAThesisinStructuralEngineeringbyZhouYingliAdvisedbyProf.WuJinSubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterofEngineeringMarch,2018承诺书本人声明所呈交的硕士学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。除了文中特别加以标注和致谢的地方外

3、，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得南京航空航天大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。本人授权南京航空航天大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。(保密的学位论文在解密后适用本承诺书)作者签名：日期：南京航空航天大学硕士学位论文摘要受混凝土碳化、氯离子污染等因素的影响，导致混凝土中钢筋锈蚀，这已成为影响混凝土耐久性的主要问题。由于发生了钢筋锈蚀，许多结构的安全性和耐久性受到了损伤，这些受损结构需要修复或加固才能正常使用。粘

4、贴碳纤维布加固法以质量轻、便于施工、适用面广、耐久性好等优点，广泛应用于各种结构的加固。目前，国内外学者对碳纤维布加固锈蚀钢筋混凝土构件进行了许多研究，取得了许多研究成果。但是，对碳纤维布加固不同锈蚀率下钢筋混凝土梁正截面抗弯承载力及加固后的耐久性能研究很少，且已有研究中的构件数量不多。本文设计并浇筑了11根钢筋混凝土梁试件（B0~B10），其中B0为对比梁（未锈蚀）。采用恒电流加速锈蚀梁内纵筋，设计锈蚀率分别为2%、4%、6%、8%、10%、12%、14%、16%、18%、20%。所有试验梁均用碳纤维布（CFRP）对正截面抗

5、弯加固，加载方式均采用四点加载，研究不同纵筋锈蚀率对碳纤维布加固锈蚀钢筋混凝土梁的破坏形态、抗弯承载能力及跨中变形的影响。通过对现场和实验室取得的碳纤维布加固锈蚀试件进行100天的干湿循环试验，研究了锈蚀构件碳纤维布加固后在盐溶液中的耐久性能。本文得出的主要结论如下：（1）本实验中碳纤维布加固锈蚀钢筋混凝土梁均发生弯曲破坏。试验梁的最终破坏是因为底部纤维布拉断破坏。从裂缝形态和宽度可知，随着纵筋锈蚀率的增加，加固梁的破坏形式逐渐由适筋破坏向少筋破坏转变。（2）不同纵筋锈蚀率的加固梁抗弯极限承载力均比未锈蚀加固梁低。随着纵筋锈蚀

6、率的增加，锈蚀加固梁的抗弯极限承载力逐渐降低，开裂荷载略有降低。在纵筋锈蚀率较低时，锈蚀加固梁的极限挠度随锈蚀率没有明显的变化，在纵筋锈蚀率较高时，锈蚀加固梁的极限挠度会有明显的降低。在碳纤维布不同位置处的应变变化的速率并不一致，但在荷载即将达到极限时，均迅速增加。（3）在对试验结果回归分析的基础上，提出了碳纤维布加固锈蚀钢筋混凝土梁抗弯承载力表达式，并利用其他研究者的试验数据验证了该模型的合理性。（4）碳纤维布加固锈蚀钢筋混凝土构件在盐溶液中的耐久性能显著增强。结合本课题组前期成果，提出了钢筋半电池电位及混凝土电阻率综合判断

7、锈蚀钢筋混凝土构件加固后钢筋状态的方法。并对一座加固桥梁中钢筋的锈蚀状态进行了评价。关键词：锈蚀纵筋，混凝土梁，碳纤维布，加固，抗弯性能，耐久性I碳纤维布加固纵筋锈蚀混凝土梁正截面抗弯及耐久性研究II南京航空航天大学硕士学位论文ABSTRACTThecorrosionofsteelbarsiscausedbyconcretecarbonation,chloridepenetrationandotherfactors,whichhasbecomeamajorproblemofinfluencingdurabilityofconc

8、rete.Thesafetyanddurabilityofmanystructureshavebeendamagedbecauseofthecorrosionofsteelbars,andthesestructuresneedtoberepairedorstrengthene