玄武岩纤维布对轴压混凝土短柱的加固性能研究

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1、玄武岩纤维布对轴压混凝土短柱的加固性能研究土柱的加固性能研究2012级李珂硕士结构工程莫军（研究员）王汝恒（教授）ClassifiedIndex:TU318.+1U.D.C:624SouthwestUniversityofScienceandTechnologyMasterDegreeThesisStrengtheningPerformanceResearchontheBFRPReinforcedConcreteColumnswithAxialCompressionGrade:2012Candidate:KeLiAcademicDegreeAppliedfor:Maste

2、rSpeciality:StructureEngineeringSupervisor:JunMo（Researcher）RuhengWang（Professor）May.24,2014独创性声明本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研宄成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研宄成果，也不包含为获得西南科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研宄所做的任何贡献均己在论文中作了明确的说明并表示了谢意。签名：才許日期：关于论文使用和授权的说明本人完全了解西南科技大学有关保

3、留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留学位论文的复印件，允许该论文被查阅和借阅；学校可以公布该论文的全部或部分内容，可以釆用影印、缩印或其他复制手段保存论文。(保密的学位论文在解密后应遵守此规定）西南科技大学硕士研究生学位论文第I页摘要与传统的加固方法相比，纤维增强复合材料（FRP）加固法具有施工简单，加固效果明显等优势。与其他纤维相比，玄武岩纤维增强复合材料(BFRP)，是一种新型的环保复合材料，其抗拉强度与碳纤维接近，弹性模量比碳纤维稍差，但其价格仅为碳纤维的五分之一。目前针对BFRP布加固混凝土柱的研究大多也还处在试验阶段，主要是通过试验数据拟合进行分析研究。但是

4、试验研究往往需要较多的资金，耗费较大的人力、物力，并且许多结果很难通过试验获得，因此有必要在试验的基础上再通过有限元的方法对BFRP布加固混凝土柱进行分析。主要的研究内容和成果如下：通过16种不同工况的混凝土圆柱体试件，对BFRP布加固混凝土圆柱体试件在轴向压力作用下的性能进行试验。研究了BFRP布加固混凝土圆柱试件在轴向压力作用下的变形和破坏过程；分析了尺寸和包裹层数对BFRP加固混凝土圆柱的强度和应力应变的影响；基于试验数据绘制了试件的应力-应变关系曲线。试验结果表明：圆柱体试件的极限承载力随着加固层数的增加而增加，但并不是线性增加的。对目前FRP加固混凝土柱强度和应

5、变预测模型分析发现，基于箍筋约束混凝土所提出的强度模型和应变模型与本文试验值相差较大，不能直接用于预测BFRP布加固混凝土圆柱体的强度；而基于CFRP布或GFRP布加固混凝土柱的试验结果所提出的经验公式对预测BFRP布加固混凝土柱的强度值和应变值也存在一定的误差，因此有必要在今后的研究中将BFRP布的材料参数考虑进去，提出BFRP布加固混凝土柱的强度模型。基于有限元分析软件ANSYS，对BFRP布加固混凝土圆柱试件进行了数值模拟分析。研究发现，模拟值与试验值吻合较好，选择合理的有限元模型，可以较好地模拟BFRP布加固混凝土柱的受力特点。并在试验的基础上，增加了纤维布的加固

6、层数，从极限承载力的提高程度和经济性两个方面来分析，发现BFRP布加固混凝土柱存在最优的加固层数，可以为混凝土结构加固工程提供技术参考。关键词：BFRP加固混凝土轴心受压柱数值模拟西南科技大学硕士研究生学位论文第II页AbstractComparedwiththetraditionalstrengtheningmethods,attachedwithFRPreinforcementmethodissimpleinconstruction,andtheadvantagesofthereinforcementeffectisobvious.Comparedwithotherf

7、ibers,BFRPisanewkindofenvironmentalprotectionmaterial,itstensilestrengthisclosedtotheCFRP.TheelasticmodulusofBFRPisabitpoorthanCFRP,butitspriceisonlyonefiveofit.Atpresent,moststudiesofBFRPconcretecolumnisstillattheexperimentalstage,mainlythroughtheexperimentaldatafi