【摘要】：在鋼筋混凝土構(gòu)件中,鋼筋和碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料(CFRP)與混凝土保持良好的的粘結(jié)性能是保證結(jié)構(gòu)構(gòu)件正常工作的根本條件,這種粘結(jié)作用是一種非常復(fù)雜的交互作用過程,它傳遞了鋼筋或碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料(CFRP)與混凝土兩者間的應(yīng)力,使二者變形協(xié)調(diào)。鋼筋和碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料(CFRP)與混凝土的粘結(jié)性能的損傷和退化對(duì)于鋼筋混凝土構(gòu)件的剛度和承載力的變化及裂縫的發(fā)展都有著重要的影響。目前已有的研究結(jié)果表明:混凝土應(yīng)力狀態(tài)、裂縫的擴(kuò)展?fàn)顟B(tài)、鋼筋和碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料(CFRP)與混凝土力學(xué)性能等各種因素的變化,都會(huì)對(duì)二者之間的粘結(jié)滑移本構(gòu)關(guān)系產(chǎn)生明顯的影響。近些年來,對(duì)于高溫下和高溫后鋼筋和碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料(CFRP)與混凝土之間粘結(jié)性能的損傷和退化研究受到了國(guó)內(nèi)外學(xué)者的高度重視,并就此開展了一系列的試驗(yàn)研究,取得一定的研究成果。但由于影響鋼筋和碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料(CFRP)與混凝土之間粘結(jié)效應(yīng)的因素較多,其損傷和破壞機(jī)理極為復(fù)雜,高溫試驗(yàn)技術(shù)和條件比較困難等方面的原因,對(duì)于高溫下和高溫后鋼筋和碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料(CFRP)與混凝土的粘結(jié)性能的變化研究還不是十分深入,因此有必要對(duì)高溫下和高溫后鋼筋和碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料(CFRP)與周邊混凝土之間的粘結(jié)性能開展理論與試驗(yàn)研究,以便可靠地確定高溫對(duì)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件造成的損傷,合理地評(píng)估高溫下建筑結(jié)構(gòu)的承載能力和力學(xué)性能變化。本文在前人的工作基礎(chǔ)上,對(duì)高溫下鋼筋和碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料(CFRP)與混凝土之間粘結(jié)性能做了進(jìn)一步的研究,主要研究工作如下:1.從斷裂力學(xué)中的能量原理出發(fā),將高溫下鋼筋混凝土單元簡(jiǎn)化為具有內(nèi)部粘結(jié)摩擦界面的彈性單元體,并將高溫和外力作用下鋼筋與混凝土在粘結(jié)界面處的脫粘過程模擬為二者在其粘結(jié)界面處的微裂紋的擴(kuò)展過程,分析了高溫下二者在其粘結(jié)界面處的脫粘過程和能量關(guān)系,建立了基于能量關(guān)系的高溫脫粘準(zhǔn)則。在此基礎(chǔ)上分析了高溫下鋼筋混凝土抗拉構(gòu)件在鋼筋與混凝土粘結(jié)界面處的脫粘變化過程,并分別基于能量分析準(zhǔn)則和強(qiáng)度分析準(zhǔn)則,建立了在不考慮界面發(fā)生軟化和考慮界面發(fā)生軟化兩種條件下,鋼筋與周邊混凝土在高溫條件下在其粘結(jié)摩擦界面處的理論脫粘模型,得到了在此兩種情況下粘結(jié)界面粘結(jié)強(qiáng)度的理論解,并將理論數(shù)據(jù)與試驗(yàn)數(shù)據(jù)作了對(duì)比。2.根據(jù)強(qiáng)度原理和力的平衡條件,考慮高溫對(duì)結(jié)構(gòu)材料力學(xué)性能的影響,詳細(xì)分析和求解高溫下鋼筋和混凝土在粘結(jié)區(qū)內(nèi)的粘結(jié)剪應(yīng)力變化情況。根據(jù)推導(dǎo)的粘結(jié)剪應(yīng)力和相對(duì)滑移值的理論計(jì)算公式,計(jì)算分析了當(dāng)滑移量位于δ1≤δT(x)≤δf時(shí),20℃～190℃不同溫度范圍內(nèi)結(jié)構(gòu)試件鋼筋與混凝土之間的粘結(jié)界面不同位置處的粘結(jié)應(yīng)力和相對(duì)滑移值的變化,給出了不同溫度下的粘結(jié)應(yīng)力—滑移量曲線,并對(duì)不同溫度下鋼筋和混凝土之間的粘結(jié)性能進(jìn)行了研究。3.通過兩組18個(gè)試件在20℃～190℃不同溫度范圍內(nèi)的試驗(yàn)研究,對(duì)鋼筋和混凝土粘結(jié)界面之間的粘結(jié)應(yīng)力和相對(duì)滑移量的變化分別進(jìn)行了測(cè)量和分析,試驗(yàn)以粘結(jié)段自由端和加載端的滑移量為本次試驗(yàn)測(cè)量的重點(diǎn),測(cè)得數(shù)據(jù)可以用于檢驗(yàn)理論分析得出的鋼筋和混凝土粘結(jié)界面粘結(jié)應(yīng)力和相對(duì)滑移值計(jì)算公式的合理性,對(duì)比分析表明理論分析結(jié)果和試驗(yàn)結(jié)果吻合比較理想。4.考慮溫度對(duì)CFRP材料力學(xué)性能的影響,分析了CFRP加固混凝土梁結(jié)構(gòu)中混凝土與CFRP加固層之間發(fā)生剪切失效模式和粘結(jié)剪切應(yīng)力的變化,建立了不同溫度下混凝土與CFRP加固層之間粘結(jié)剪切應(yīng)力和剝落應(yīng)力的計(jì)算模型和表達(dá)式。5.通過算例對(duì)一混凝土梁在不同溫度下不同厚度的CFRP加固層和混凝土間的粘結(jié)剪切應(yīng)力隨溫度的變化進(jìn)行了計(jì)算分析,給出了高溫下粘結(jié)層剪切粘結(jié)應(yīng)力的臨界點(diǎn),并與相關(guān)文獻(xiàn)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行了對(duì)比,驗(yàn)證了本文理論分析方法的合理性。
[Abstract]:......
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工程大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：TU37

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 朱平;;計(jì)算鋼筋重量的“口訣”[J];建筑工人;1983年01期

2 沈華光;鋼筋的腐蝕及其預(yù)防[J];施工技術(shù);1983年02期

3 唐永祥;;關(guān)于進(jìn)口鋼筋的應(yīng)用問題[J];建筑技術(shù);1988年02期

4 紀(jì)貴;鋼筋標(biāo)準(zhǔn)與使用[J];冶金標(biāo)準(zhǔn)化與質(zhì)量;2000年04期

5 魏仲文,趙高榮,賀慧芳;淺談冷軋扭鋼筋的應(yīng)用[J];西山科技;2001年02期

6 李一平;關(guān)于應(yīng)用冷加工鋼筋的幾個(gè)技術(shù)問題[J];安徽建筑;2002年01期

7 趙暉;吳曉明;劉冠國(guó);黃麗;;鋼筋混凝土保護(hù)層厚度檢測(cè)精度的影響因素[J];無損檢測(cè);2009年07期

8 梁紹平;;鋼筋巧加工[J];建筑工人;2010年04期

9 沈麗;孫曉東;;談鋼筋的檢測(cè)及注意事項(xiàng)[J];民營(yíng)科技;2010年10期

10 魏澤隆;;鋼筋計(jì)算器[J];建筑工人;1980年04期

相關(guān)會(huì)議論文 前10條

1 范孝鵬;梁爽;;論高效鋼筋的應(yīng)用[A];土木建筑學(xué)術(shù)文庫(kù)（第9卷）[C];2008年

2 侯達(dá)遠(yuǎn);;構(gòu)件中混合使用不同種類鋼筋的再認(rèn)識(shí)[A];山東土木建筑學(xué)會(huì)建筑結(jié)構(gòu)專業(yè)委員會(huì)2008年學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2008年

3 ;格爾木市住房和城鄉(xiāng)建設(shè)局開展建筑工地場(chǎng)外加工鋼筋專項(xiàng)檢查工作[A];2011中國(guó)鋼筋加工配送產(chǎn)業(yè)發(fā)展研討會(huì)資料匯編[C];2011年

4 李會(huì)杰;謝劍;;超低溫環(huán)境下鋼筋與混凝土的粘結(jié)性能[A];第19屆全國(guó)結(jié)構(gòu)工程學(xué)術(shù)會(huì)議論文集（第Ⅱ冊(cè)）[C];2010年

5 高艷芹;李娜;;淺談鋼筋原材料的檢測(cè)[A];2014年3月建筑科技與管理學(xué)術(shù)交流會(huì)論文集[C];2014年

6 ;住房城鄉(xiāng)建設(shè)部下發(fā)通知要求加強(qiáng)建筑工程使用鋼筋質(zhì)量管理[A];防水工程與材料《會(huì)訊》第4、5期（總123、124）[C];2011年

7 任玉輝;張歡;;耐腐蝕鋼筋發(fā)展趨勢(shì)及推廣思考[A];紀(jì)念《金屬制品》創(chuàng)刊40周年暨2012年金屬制品行業(yè)技術(shù)信息交流會(huì)論文集[C];2012年

8 裴智;王潤(rùn)曉;李長(zhǎng)君;王友權(quán);;建筑鋼材更新?lián)Q代的HRB400MPa新Ⅲ級(jí)鋼筋[A];山東建筑學(xué)會(huì)成立50周年優(yōu)秀論文集[C];2003年

9 張全旭;郝東妮;;鋼筋檢測(cè)的可視化時(shí)代[A];第十屆全國(guó)建設(shè)工程無損檢測(cè)技術(shù)學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2008年

10 唐瑞瑞;謝福娣;劉棟棟;;高溫后鋼筋與混凝土粘結(jié)性能研究[A];第四屆全國(guó)建筑結(jié)構(gòu)技術(shù)交流會(huì)論文集（下）[C];2013年

相關(guān)重要報(bào)紙文章 前7條

1 駐青海記者 劉延軍　通訊員 汪秀;格爾木對(duì)建筑工地鋼筋進(jìn)行專項(xiàng)檢查[N];中華建筑報(bào);2009年

2 記者 周曉方;我市一年來未發(fā)現(xiàn)“瘦身”鋼筋[N];無錫日?qǐng)?bào);2010年

3 記者 郭立;重慶現(xiàn)“瘦身鋼筋”,威脅建筑安全[N];新華每日電訊;2010年

4 特約記者 王紀(jì)洪;江西嚴(yán)查在建工程鋼筋質(zhì)量[N];建筑時(shí)報(bào);2011年

5 山東省建筑設(shè)計(jì)研究院研究員總工程師 裴智 山東省建筑設(shè)計(jì)研究院研究員副總工程師 胡國(guó)治 山東省建筑設(shè)計(jì)研究院研究員 葛關(guān)金;建筑鋼材更新?lián)Q代的標(biāo)志[N];市場(chǎng)報(bào);2000年

6 記者 陳園園;加強(qiáng)建筑工程使用鋼筋質(zhì)量管理[N];中國(guó)建設(shè)報(bào);2011年

7 阮國(guó)海;住宅工程施工裂縫產(chǎn)生原因及控制防治[N];建筑時(shí)報(bào);2006年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前8條

1 李加雷;高溫下鋼筋和CFRP加固層與混凝土粘結(jié)性能分析[D];哈爾濱工程大學(xué);2014年

2 倪國(guó)葳;地震損傷鋼筋混凝土構(gòu)件修復(fù)加固試驗(yàn)及數(shù)值模擬[D];天津大學(xué);2014年

3 楊樹桐;基于斷裂力學(xué)的鋼筋、FRP與混凝土界面力學(xué)特性研究[D];大連理工大學(xué);2008年

4 張娟霞;混凝土結(jié)構(gòu)破壞機(jī)理的數(shù)值試驗(yàn)研究[D];東北大學(xué);2006年

5 盧少微;智能CFRP加固鋼筋混凝土梁安全測(cè)評(píng)及模糊隨機(jī)可靠度研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2006年

6 周長(zhǎng)東;玻璃纖維聚合物加固混凝土柱的力學(xué)性能研究[D];大連理工大學(xué);2003年

7 魏華;CFRP加固局部強(qiáng)度不足混凝土柱受壓力學(xué)性能研究[D];大連理工大學(xué);2009年

8 馮秀峰;混合配筋部分預(yù)應(yīng)力混凝土梁疲勞性能研究[D];大連理工大學(xué);2006年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 張爽;轉(zhuǎn)轂式鋼筋矯直機(jī)的矯直過程模擬及參數(shù)研究[D];燕山大學(xué);2015年

2 劉潛;鋼筋RPC梁的抗彎承載力試驗(yàn)與理論研究[D];湖南科技大學(xué);2015年

3 陳晨;600MPa級(jí)鋼筋混凝土構(gòu)件受力性能試驗(yàn)研究[D];昆明理工大學(xué);2016年

4 王彭生;新型微納米陶瓷涂層鋼筋的制備及關(guān)鍵性能研究[D];東南大學(xué);2016年

5 朱峰;風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)環(huán)開孔鋼板抗剪試驗(yàn)研究[D];湖南科技大學(xué);2016年

6 高蒙;配置局部起波鋼筋的混凝土梁受力性能試驗(yàn)研究[D];東南大學(xué);2016年

7 段文鋒;PVA-ECC鋼筋網(wǎng)外包RC梁抗剪試驗(yàn)研究[D];湖南大學(xué);2015年

8 鄭江峰;考慮屈曲的鋼筋滯回性能試驗(yàn)研究[D];重慶大學(xué);2012年

9 徐茂輝;混凝土中鋼筋檢測(cè)的探地雷達(dá)方法[D];汕頭大學(xué);2004年

10 陳強(qiáng);鋼筋混凝土粘結(jié)性能和梁裂縫的數(shù)值模擬[D];浙江大學(xué);2011年

，

本文編號(hào)：2401727