浅论海洋环境下钢筋混凝土结构cfrp加固研究

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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