荷载和干湿交替耦合作用下cfrp加固预裂rc梁耐久性试验研究

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1、荷载和干湿交替耦合作用下CFRP加固预裂RC梁耐久性试验研究大连理工大学硕士学位论文姓名：崔云飞申请学位级别：硕士专业：市政工程指导教师：任慧韬20081201大连理工大学硕士学位论文摘目前，碳纤维增强复合材料（ＣａｒｂｏｎＦｉｂｅｒ要ＲｅｉｎｆｏｒｃｅｄＰｏｌｙｍｅｒ，简称ＣＦＩ心）因具有高强轻质、良好的抗疲劳性能和耐久性能而在土木工程结构加固中应用日益广泛，然而ＣＦＲＰ加固钢筋混凝土结构除了荷载作用外还可能会暴露于化学环境、干湿循环、海水环境、冻融循环或其它各种恶劣环境中，加固结构会面临耐久性降低而无法正常

2、使用的问题。由于在实际工程中采用ＣＦＲＰ加固的混凝土构件加固前大都受过损伤，因此可以通过荷载和恶劣环境耦合作用于ＣＦＲＰ加固的预裂构件来模拟实际工程中加固结构性能退化过程，分析荷载和恶劣环境耦合作用对ＣＦＲＰ加固构件的影响程度和劣化机理，获取有效的ＣＦＲＰ加固结构———————————————————————————————————————————————耐久性数据，为ＣＦＲＰ加固结构耐久性设计提供依据。本文结合国家自然科学基金项目“荷载和恶劣环境耦合作用下ＦＲＰ增强混凝土结构耐久性研究＂（５０６０８０１３），

3、对荷载和干湿交替耦合作用的８根ＣＦＲＰ加固预裂钢筋混凝土梁进行耐久性试验研究，试验参数考虑了持载水平（３０％、６０％）和干湿交替次数（９０次、１８０次）。通过试验和理论研究得出以下几个方面的结论：（１）海水渗透到ＣＦＲＰ与混凝土粘结层中，干湿交替作用下引起粘结性能的退化；由于海水干湿交替对粘结性能的影响，荷载作用下ＣＦＲＰ增加了局部剥离的可能性；由于粘结层对混凝土表面保护作用的减弱和荷载作用下裂缝的扩展，海水会加速渗透到加固梁内部，使加固梁性能退化加剧。荷载和恶劣环境耦合作用加速了加固梁的老化进程。（２）荷载和

4、干湿交替耦合作用的加固梁跨中截面混凝土应变分布仍符合平截面假定；加固梁纵筋屈服之前的ＣＦＲＰ应变、极限应变随着干湿交替次数和持载水平的增加呈降低趋势，其中Ｌ．１８０．６０％与Ｌ．０．０相比ＣＦＲＰ极限应变下降了１９．１％：钢筋应变随着持载水平的增加呈降低趋势。———————————————————————————————————————————————（３）加固梁开裂荷载随着干湿交替次数增加而增大，受持载水平的影响较小，Ｌ．１８０．６０％与Ｌ．０．０相比增大２５．５％１极限荷载和极限挠度随着干湿交替次数和持载水

5、平的增加均呈降低趋势，Ｌ．１８０．６０％与Ｌ．０．０相比分别下降６．６％、１０．８２％：加固梁裂缝间距和最大裂缝宽度随着持载水平的增加呈降低趋势，受干湿交替次数的影响较小。（４）ＣＦＲＰ抗弯加固构件抗弯剥离破坏不但与裂缝张开的界面粘结应力有关，还与剪力引起的界面粘结应力有关，裂缝张开导致的界面滑移是受弯剥离破坏的主要原因；在混凝土开裂前，若剥离区两端具有可靠的端锚固，则局部剥离几乎不影响加固构件的受力性能；混凝土开裂后，裂缝区的局部剥离对构件的受力性能影响较大，主要表现在对裂缝的抑制能力下降，不利于改善试验梁的

6、刚度。关键词：ＣＦＲＰ；耐久性；ＲＣ梁；干湿交替；荷载荷载和干湿交替耦合作用下ＣＦＲＰ加固预裂ＲＣ梁耐久性试验研究ＥｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌＳｔｕｄｙｏｎＤｕｒａｂｉｌｉｔｙｏｆＰｒｅｃｒａｃｋｅｄＲＣＢｅａｍｓＳｔｒｅｎｇｔｈｅｎｅｄｗｉｔｈＣＦＲＰｕｎｄｅｒＬｏａｄａｎｄＤｒｙ－ｗｅｔＣｏｎｄｉｔｉｏｎｓＡｂｓｔ．ｒａｃｔＡｔｐｒｅｓｅｎｔ，ＣａｒｂｏｎＦｉｂｅｒＲｅｉｎｆｏｒｃｅｄ———————————————————————————————————————————————Ｐｏｌｙｍｅｒ（ＣＦＲＰ）ｉｓｅｘ

7、ｔｅｎｓｉｖｅｌｙｕｓｅｄｉｎｓｔｒｅｎｇｔｈｅｎｉｎｇｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓｉｎｃｉｖｉｌｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇｒｅｉｎｆｏｒｃｅｍｅｎｔｂｅｃａｕｓｅｏｆＳＯｉｔｓａｄｖａｎｔａｇｅｓｏｆｈｉｇｈｓｔｒｅｎｇｔｈ，ｌｉｇｈｔｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄｑｕａｌｉｔｙ，ｇｏｏｄｗｏｒｋａｂｉｌｉｔｙ，ｇｏｏｄｄｕｒａｂｉｌｉｔｙａｎｄｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓｏｎ．ＥｘｃｅｐｔｂｕｒｄｅｎｉｎｇｌｏａｄｃｏｎｃｒｅｔｅｓｔｒｅｎｇｔｈｅｎｅｄｗｉｔｈＣＦＲＰａｒｅｓｔｉｌｌｅｘｐｏｓｕｒｅｄｉｎｃｈｅｍｉｓｔｒｙ——————

8、—————————————————————————————————————————ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ，ｄｒｙ－ｗｅｔｃｏｎｄｉｄｏｎｓ，ｓｅａｗａｔｅｒｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ，ｆｒｅｅｚｅａｎｄｔｈａｗｃｙｃｌｅｓ，ａｎｄｏｔｈｅｒｓａｇｇｒｅｓｓｉｖｅｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ．Ｓｏｔｈｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓｄｕｒａｂｉｌｉｔｙｄｅｃｒｅａｓｅ．Ｉｎｓｔｒｅｎｇｔｈｅｎｅｄｐｒａｃｔ