基于cfrp加固混凝土构件力学及耐久性试验研究

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1、工学硕士学位论文CFRP加固混凝土构件力学及耐久性试验研究管天成哈尔滨工业大学2008年6月国内图书分类号：TU375国际图书分类号：624工学硕士学位论文CFRP加固混凝土构件力学及耐久性试验研究硕士研究生：管天成导师：刘铁军副教授李伟文副教授申请学位：工学硕士学科、专业：岩土工程所在单位：深圳研究生院答辩日期：2008年6月授予学位单位：哈尔滨工业大学ClassifiedIndex:TU375U.D.C:624DissertationfortheMasterDegreeofEngineeringMECHANICSANDDURA

2、BILITYEXPERIMENTALRESEARCHOFCFRPSTRENGTHENEDCONCRETESTRUCTURESCandidate:GuanTianchengSupervisor:AssociateProf.LiuTiejunAssociateProf.LiWeiwenAcademicDegreeAppliedfor:MasterofEngineeringSpecialty:GeotechnicalEngineeringAffiliation:ShenzhenGraduateSchoolDateofDefence:Ju

3、ne,2008Degree-Conferring-Institution:HarbinInstituteofTechnology-摘要摘要碳纤维增强复合材料(carbonfiberreinforcedplastics，简称CFRP)是一种新型建筑材料，因为其具有强度高、质量轻、易于剪裁施工等优点，在混凝土结构的补强加固领域尤其受到推崇。目前这种新型材料的应用体系在日本、美国已经较为成熟。我国于二十世纪九十年代后期开展CFRP的研究应用工作，其中外部粘贴CFRP片材加固混凝土结构技术是目前研究的重点和热点。本文针对目前关于CFRP加

4、固混凝土梁抗剪力学性能和耐久性能研究较少的特点，主要进行了下面几个方面的研究工作。1)通过38个混凝土试件与CFRP片材的抗剪粘结强度试验研究，分析CFRP片材与混凝土发生剪切粘结破坏的全过程以及破坏特征，讨论了粘结力与粘结滑移的关系。同时研究了CFRP片材与混凝土粘结面上应力分布特点，并根据试验结果以及前人得到的相关结论，给出了当粘结长度大于有效粘结长度的极限粘结力计算公式。2)通过CFRP与混凝土的单剪试验，研究了硫酸钠溶液浸泡和盐溶液干湿循环对CFRP与混凝土剪切粘结性能的影响。研究表明，在15％浓度的硫酸钠溶液浸泡75天后

5、，CFRP与混凝土的粘结强度基本不受影响；但盐溶液干湿循环对CFRP与混凝土的粘结强度影响较大。3)通过13根钢筋混凝土简支梁外贴CFRP抗剪加固的试验研究，观测了试验梁发生破坏的全过程和破坏形态，分析了构件的破坏模式、承载力的影响因素和斜截面纤维应变的分布特征。给出了U型CFRP条带加压条加固混凝土梁抗剪承载力的计算公式，通过计算值与实测值的比较，发现两者吻合较好。4)通过10根CFRP加固钢筋混凝土梁在紫外线老化和盐溶液干湿循环两种侵蚀环境下抗剪性能的试验研究，分析了两种劣化环境对CFRP加固梁的抗剪性能的影响。给出了U型CF

6、RP条带加压条加固混凝梁在盐溶液干湿循环条件下抗剪承载力的计算公式。关键词碳纤维增强复合材料(CFRP)；钢筋混凝土梁；抗剪性能；粘结性能；耐久性I哈尔滨工业大学工学硕士学位论文AbstractCarbonfiberreinforcedplastics(abbr.CFRP)isanewstructuralmaterial,whichhasbeenusedwildlyinstrengtheningconcretestructuresduetoitsexcellentmechanicalproperties,lightdeadweig

7、ht,convenientapplicationandsoon.Atpresent,theresearchesandtheapplicationshavebecomemoreandmorepopularinAmericaandJapan.InChina,thestudyofCFRPhasbeendevelopedsincethelate90soflastcentury,andthetechnologyofstrengtheningconcretestructureswithbondingexternallyCFRPisthefoc

8、usontheapplicationorresearchfield.Inthisthesis,aseriesofexperimentsaboutthemechanicalbehaviorsanddurabilityofCFRPstrengtheni