cfrp片材加固钢和混凝土组合梁力学性能的研究

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1、沈阳建筑大学硕士学位论文CFRP片材加固钢与混凝土组合梁力学性能研究姓名：郑丽娜申请学位级别：硕士专业：结构工程指导教师：王连广2011-03硕士研究生学位论文摘要I摘要纤维增强复合材料FRP（FiberReinforcedpolymer）具有重量轻、强度高、抗疲劳、非电磁性及易于施工、耐腐蚀性好等优点，但是FRP在纤维方向的强度和弹模较高，而垂直纤维方向的很低，即容易发生失稳，破坏形态表现为脆性。为了更好的发挥FRP材料的优良特性，将FRP与传统结构相结合，使其作为一种新型的结构补强加固材料，在土木工程中已经

2、得到了一定的应用。目前，国内外对FRP加固组合结构的研究很少。本文在钢与混凝土组合梁研究的基础上，结合FRP的受力特点，分别采用试验研究、理论分析的方法，研究CFRP（CarbonFiberReinforcedPloymer，简称CFRP）布（板）加固（腐蚀）钢与混凝土组合梁的力学性能，主要研究内容如下：通过CFRP布加固腐蚀钢与混凝土组合梁的试验，研究了CFRP布加固腐蚀钢与混凝土组合梁的工作机理和破坏形态，分析了CFRP布、混凝土、钢筋和工字钢的应变分布、梁的变形以及裂缝分布等，探讨了粘贴CFRP布与初始腐

3、蚀程度对钢与混凝土组合梁承载能力的影响。试验结果表明，粘贴CFRP布与减小初始腐蚀程度能提高组合梁的承载力。根据CFRP布加固钢与混凝土组合梁的受力特点，建立了CFRP布加固钢与混凝土组合梁在外荷载作用下的屈服承载力、极限承载力的计算公式。将理论计算结果与试验结果对比，结果吻合良好，证明理论公式的适用性。利用弹性力学方法和能量法，分别建立了CFRP板加固钢与混凝土组合梁轴向力、界面剪应力及变形计算公式，分析了CFRP板厚度、连接件刚度、荷载大小对轴向力、界面剪应力及变形的影响。关键词：CFRP布（板）；钢与混凝

4、土组合梁；力学性能；试验研究；理论分析硕士研究生学位论文AbstractIIIAbstractFiberReinforcedPolymer(FRP)withitslightweight,highstrength,corrosionresistance,fatigueresistance,non-electromagneticandothercharacteristicshavebecomeaneffectivemethodofstrengthenedandrepairingofstructure.However

5、,FRPalsohavesomedrawbacks,suchashighstrengthandelasticmodulusalongthedirectionoffiber,butlowstrengthandelasticmodulusalongthedirectionoftheverticalfiber,thatiseasytoinstabilityandbrittlefracture.InordertoavoidshortcomingsofFRPandplaytotheadvantagestheFRPasan

6、ewstructuralreinforcementmaterialcombinedwiththetraditionalstructurehasbeenwidelyusedincivilengineering.Atpresent,thestudyonthecompositestructureofFRPreinforcementisfewintheabroad,whileit’sstillfewerathome.Basedonthestudyofsteel-concretecompositebeams,andcom

7、binedwiththeforcecharacteristicsofFRP,theexperimentresearchandtheoreticalanalysisaremainlyusedinthisthesistostudythebearingcapacityofCFRPsheetsstrengthenedcorrosivesteel-concretebeams.Furthermore,themechanicalpropertiesofCFRPplatesstrengthenedsteel-concretec

8、ompositebeamsarestudied.Themaincontentsareasfollows:ThroughtheexperimentofCFRPsheetsstrengthenedcorrosivesteel-concretecompositebeams,theworkingmechanismandfailuremodeofCFRPsheetsstrengthenedcor