内嵌式纤维板条-混凝土粘结本构模型及其应用研究

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1、中南大学硕士学位论文内嵌式纤维板条-混凝土粘结本构模型及其应用研究姓名：胡志海申请学位级别：硕士专业：结构工程指导教师：周朝阳20070501摘要表层嵌入式(NSM，简称内嵌)碳纤维板条(CFRP)加固技术是采用CFRP加固混凝土构件的一种新的应用形式。内嵌加固法不仅保留了外贴加固法的优点，还具有粘结和耐火性能较好、便于桥面板等负弯矩区域加固等明显的技术优势。为了解内嵌式碳纤维板条一混凝士界厩的粘结性能，本文采用新型的C型试块进行直接拉拔试验，这种试件可有效降低常规矩形试块拉拔试验中存在的偏心影响。通过试验研究和理论分析，提出了相应的局

2、部粘结一滑移本构关系模型，并用之于内嵌加固梁的非线性分析，取得以下主要成果。1．试验研究：本次试验共设计制作了24个C型试块，通过试验，研究了碳纤维板条粘结长度、粘结剂类型、混凝土强度等级和嵌槽尺寸对界面粘结性能(包括破坏形式)的影响，结果表明极限荷载随粘结长度、混凝土的强度等级和嵌槽尺寸的增大而增大，其中粘结长度的影响最大，混凝土强度等级的影响最小。2．理论分析：根据试验数据的分析，求出局部粘结滑移本构关系的特征值；基于已有的理论模型确定了相应的本构方程。比较表明，理论模型与试验结果吻合良好。3．加固梁的非线性分析：根据前面获得的碳纤

3、维板条与混凝土粘结本构方程，采用ANSYS有限元分析软件，对所在课题组的内嵌加固试验梁进行了受力全过程有限元分析。分析结果，证明了本试验研究得到的粘结本构关系的适用性。关键词：碳纤维板条，内嵌，粘结，拉拔试验，非线性分析ABSTRACTNear-surfacemounted(NSM)CFRPreinforcementisanewtechniqueforthestrengtheningconcretestructureswimCFRP．ItnotonlykeepstheadvantagesoftheexternallybondedCFRP

4、reinforcement．butalsooffersadditionalpracticalimprovements，suchassimpleconstructionprocess，goodpropertiesofeffectivestrengtheningonthedeckofnegativemomentandfullutilizationofhighstrength．ItscriticalissueisthebondbetweenFRPstripandconcrete．Inthispaperanewtypeofpull—outtes

5、tset-upwithC—ihapedspecimenisdevisedtostudythebondbehaviorontheinterfaceofCFRPplatesandconcrete．Suchtestcanreducetheinfluenceofeccentricity．Thelocalbond—sliprelationshipsalealsodiscussedonbasisoftheloadosliprelationmeasuredfromthetestandaconstitutivemodelissuggestedbyana

6、lysis．Andthetestgainstheconclusionsuchas；。1．Experimentstudy：Theseare24C—shapedspecimensintest．Theeffectofbondmaterialsbondlength，concretestrengthanddimensionofthegrooveonbondinginterfaceisexperimentallyinvestigated．Thetestresultshowsthatthepun—outloadincreaseswhenthesepa

7、rametersgrow．111emajoreffectcomesfrombondlengthandtheminorfromconcretestrength．2．Theoryinvestigation：Onthebasisofanalysisoftestdata,theload-slipgllrveandtheeigenvaluesinload-slipcurvearefoundout，andthetheoreticexpressionandprogramiscoincidentwithexperimentalresultswell．3

8、．Thenonlinearanalysisofstrengthenedbeam：Onthebasisofanalysisofload-slipcurve,therelationofloadanddeflec