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时间:2019-03-21
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1、大连理工大学博士学位论文海洋环境下钢筋混凝土结构CFRP加固研究姓名:陈凤山申请学位级别:博士专业:结构工程指导教师:赵国藩20070301大连理工大学博十学位论文摘要多年来的码头调查证实,海洋环境下的钢筋混凝土结构锈蚀严重,造成保护层混凝土开裂,甚至剥落,使钢筋向外界环境严重裸露,导致结构耐久性严重不足。近些年来,国内外兴起了对碳纤维复合材料应用于结构加固的研究,特别是这种材料有着非常好的抗拉性能和耐久性能。因此,本文结合原中港集团2003年度重点技术开发项目《海q-混凝土结构碳纤维加固成套技术研究》,主要开展了以下的研究工作
2、:1、研制了适合在潮湿混凝土表面粘贴CFR_P进行加固用的系列湿固化粘结剂。试验证明,其本体强度、工艺性能、正拉粘结性能均能满足我国加固规程中的性能要求。为了研究这种材料在加固中的广泛适用性,还进行了用以浸渍和粘贴CFRP时的正拉性能试验,并同市场上常见的Araodite牌配套粘结树脂进行了试验对比。此外,还通过钢筋混凝土梁的弯曲试验,证明了这种湿固化粘结剂完全能满足CFRP对结构的加固需要,并且性能不低于使用Araod“e时的性能。2、进行了CFRP短期力学性能试验,同时还进行了CFRP浸渍于碱溶液、浸渍于盐溶液、经人工老化后
3、的力学性能试验。试验证实,上述几种长期环境条件作用对CFRP的极限强度影响不大,但能显著降低CFRP的极限延伸率,碱溶液浸渍、盐溶液浸渍显著降低了CFRP的弹性模量,而人工老化则几乎没什么影响。试验结果分析证明,应用于加固结构分析的CFRP的应力.应变关系,可应用线弹性关系。3、通过试验研究,证实了在混凝土表面粘贴CFRP,能有效地阻隔Cl。向混凝土渗透。因此,当海工混凝土结构使用外贴CFRP方法进行维修加固时,可以考虑将CFRP作为表面防护的一部分。4、通过24片试验梁的加载试验,研究了钢筋混凝土梁CFRP抗弯加固的相关问题。
4、试验证明,粘贴CFRP对钢筋混凝土梁能有效地提高抗弯承载力和刚度,并能有效地延缓裂缝的开展。CFI冲用量越大,这种作用效果就越好。此外,随着钢筋配筋率的提高,CFRP加固的效果变得越来越不明显,CFRP的作用在构件的带裂缝工作阶段比整体工作阶段时要突出。在有限的CFRP用量下,粘贴CFRP一般不改变构件的破坏模式。分析结果证实,用我国加固规程中的抗弯承载力公式计算,计算值与试验值比较吻合,可以应用于海工混凝土梁CFRP加固时梁的承载力计算。5、通过4片钢筋混凝土单向板的加载试验,研究了在受拉区粘贴CFRP对构件提高抗弯承载力、延
5、缓裂缝开展、提高结构刚度的有效性。试验证实,CFRP加固钢筋混凝土板的破坏模式均为弯曲破坏。分析结果证明,抗弯承载力试验值低于按照我国CFRP加固规程的计算值。因此,宜采用一定的折减系数计算为宜。海洋环境下钢筋混凝十结构CFRP加I舌"珊究6、通过28片试验梁的抗剪加载试验,在试验梁分别经过了腐蚀、加载预裂、腐蚀后加载预裂等后,粘贴CFRP进行抗剪加固,研究了各种情况下CFRP加固梁的力学性能。试验发现,腐蚀损伤、加载预裂损伤对CFRP加固试验梁的性能影响不大,并且有腐蚀和加载预裂CFRP加固试验梁的荷载.挠度曲线为双直线折线状
6、。除了闭口形式的横向CFRP条加固对试验梁抗剪强度提高比较突出、表现出较好的延性外,u形和侧面粘贴之间的加固效果相差很小,破坏模式均为脆性破坏。分析结果证明,抗剪承载力试验值均低于按照我国CFRP加固规程的计算值。因此,宜在计算公式中引入折减系数。7、进行了18根素混凝土方形截面柱、12根素混凝土圆形截面柱、12根钢筋混凝土方形截面柱的加载试验,分别研究了外包CFRP对上述三种梁加固后的性能。试验说明,外包CFRP可以大幅度提高素混凝土柱的轴心抗压承载力,但在不同程度上降低了延性。尤其对于圆形截面柱,提高幅度会随着外包面积比例的
7、增加而提高很显著,全包时甚至达到36%。而CFRP加固钢筋混凝土柱也能提高其轴向抗压承载力,但提高幅度远不如对素混凝土柱的提高幅度。关键词:海洋环境条件:CFRP加固;耐久性;潮湿混凝土表面:表面防护体系大连理下大学博士学位论文Abstract.Ithavebeenconfirmedbysiteinvestigationsformanyyearspastthatcrackorevendelaminationofcoverduetorebarscorrosioninreinforcedconcretestructuresisama
8、inreasonresultinginrebarsexposingcompletelytoexternalenvironment,andreducethestructuresdurabilitytoallunacceptablelevel.Andcarbonfi
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