【摘要】：纖維增強(qiáng)復(fù)合材料(Fiber Reinforced Polymer/Plastic,簡(jiǎn)稱FRP)以其輕質(zhì)、絕緣、機(jī)械強(qiáng)度高、回收利用少、耐腐蝕等優(yōu)點(diǎn)在土木工程加固領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。嵌入式FRP加固技術(shù)是近年來(lái)由國(guó)外學(xué)者提出的一種新興的加固方法,即在混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件表層開(kāi)槽,將FRP板條或是筋材放入其中,用膠結(jié)材料將二者粘結(jié)以達(dá)到共同受力的目的。目前,嵌入式FRP加固技術(shù)主要集中在抗彎方面的研究,對(duì)于抗剪加固仍有諸多問(wèn)題有待于解決。本文通過(guò)對(duì)已有試驗(yàn)數(shù)據(jù)的四根梁(一根對(duì)比梁和三根試驗(yàn)梁)建立有限元模型,將模擬結(jié)果與試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行比較分析,以驗(yàn)證有限元模型的準(zhǔn)確性。本文基于CFRP板條加固量相同的前提下,建立2根對(duì)比梁和12根加固梁,以CFRP板條嵌入角度、剪跨比、槽間距為研究參數(shù),對(duì)加固梁的破壞模式、抗剪承載力、剛度、箍筋和CFRP的應(yīng)變展開(kāi)分析。根據(jù)已有嵌入式加固FRP發(fā)生膠層剝離時(shí)有效應(yīng)變的研究成果,基于桁架模型推導(dǎo)出嵌入式CFRP加固RC梁的抗剪承載力公式。通過(guò)有限元分析,基于CFRP板條加固量相同時(shí),不同加固方式下加固梁的抗剪承載力和剛度均得到不同程度的提高,但對(duì)加固梁的開(kāi)裂荷載提高幅度不是特別明顯。相同的開(kāi)槽方式下,45°嵌入角的加固方式抗剪承載力提高幅度最大,60°角加固效果次之,90°角加固效果最差;剪跨比越大,加固效果越明顯;采用多槽多板的加固方式,CFRP的利用率更高,承載力提高幅度更大。通過(guò)箍筋、CFRP的荷載-應(yīng)變曲線可以很好的反映出斜裂縫的開(kāi)裂荷載,在荷載加載初期,混凝土、箍筋、FRP板條共同工作,此時(shí)CFRP板條的作用不是很明顯,趨于彈性階段。當(dāng)斜裂縫出現(xiàn)后,混凝土的貢獻(xiàn)減弱,此時(shí)箍筋、CFRP正式進(jìn)入工作狀態(tài),應(yīng)變急劇增大。通過(guò)對(duì)本文所提出的嵌入式CFRP加固梁抗剪承載力計(jì)算公式的計(jì)算值與模擬值的比較,發(fā)現(xiàn)二者數(shù)據(jù)較為吻合。
[Abstract]:Fiber reinforced composites (Fiber Reinforced Polymer / plastic (FRP) has been widely used in the field of civil engineering reinforcement because of its advantages of light weight, high insulation, high mechanical strength, less recycling, corrosion resistance and so on. Embedded FRP reinforcement technology is a new reinforcement method put forward by foreign scholars in recent years, that is, slotted in the surface of concrete structural members, FRP slab or reinforcement is put into it. The two materials are bonded to achieve the purpose of common force. At present, the embedded FRP reinforcement technology mainly focuses on the research of bending resistance, and there are still many problems to be solved for shear reinforcement. In this paper, the finite element model of four beams (one contrast beam and three test beam) with available test data is established, and the simulation results are compared with the experimental data to verify the accuracy of the finite element model. Based on the same reinforcement quantity of CFRP slab, two contrast beams and 12 strengthened beams are established in this paper. The failure mode, shear bearing capacity and stiffness of strengthened beams are studied by using CFRP slab embedding angle, shear span ratio and slot spacing as parameters. Strain expansion analysis of stirrups and CFRP. Based on the existing research results of effective strain of FRP strengthened with embedded CFRP during the exfoliation of rubber layer, the formula of shear capacity of RC beams strengthened by embedded CFRP is derived based on the truss model. Based on the finite element analysis, the shear bearing capacity and stiffness of the beams strengthened with the same amount of CFRP slab are improved in different degrees, but the increase of the crack load of the strengthened beams is not particularly obvious. Under the same slotted mode, the shear bearing capacity of the reinforcement method with 45 擄embedded angle is the highest, and the effect of 90 擄angle reinforcement is the worst, and the reinforcement effect is more obvious with the increase of shear span ratio. The efficiency of CFRP is higher and the bearing capacity of CFRP is higher. Through the load-strain curve of stirrups, the cracking load of inclined cracks can be well reflected. In the early stage of loading, concrete and stirrups are working together. At this time, the action of CFRP slab is not obvious and tends to elastic stage. When the oblique crack appears, the contribution of concrete weakens, and the stirrups CFRP formally enters the working state, and the strain increases sharply. By comparing the calculated values of shear bearing capacity of embedded CFRP strengthened beams with the simulated values, it is found that the two data are in good agreement with each other.
【學(xué)位授予單位】：吉林建筑大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：TU375.1

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本文編號(hào)：2147262