鋼筋混凝土梁橋是橋梁工程中最常用的結構型式,由于混凝土的抗拉強度較低,梁的受拉區(qū)及主拉應力較大的關鍵部位容易產生裂縫,嚴重影響橋梁的安全及耐久性。因此,如何對損傷混凝土梁進行加固修復是一個亟待解決的問題。本文基于國內外混凝土橋梁加固研究領域的發(fā)展現(xiàn)狀,針對既有加固方法存在的局限性,利用高強智能材料形狀記憶合金(Shape Memory Alloy—SMA)獨特的形狀記憶特性,提出一種無需機械張拉即可對結構施加永久性預應力的主動加固方法。通過熱激勵內嵌于混凝土保護層內的SMA絲即可對結構施加預應力,進而達到主動加固的目的。本文基于國產鎳鈦鈮形狀記憶合金(NiTiNb-SMA)絲主要開展以下幾個方面的研究:(1)通過拉伸試驗研究常溫下SMA絲的應力應變關系,明確了合金絲的物理力學性能。(2)通過回復力試驗探討SMA的初始預應變和激勵方式對回復力的影響,研究發(fā)現(xiàn)常溫下10%預變形的SMA通過熱激勵產生的永久回復應力最大,且電流直接激勵的方式在實際工程中更為可行。(3)為了解決光滑SMA絲與混凝土間粘結效果不佳的問題,開發(fā)了一種用于SMA加固混凝土梁的表面內嵌錨固系統(tǒng),設計了四種不同的小型錨具以提高SMA和混凝土間的錨固性能。通過SMA與錨具間的拉拔試驗和嵌入砂漿中的SMA的回復力試驗,證明沉頭內六角螺釘錨具能夠確保在熱激勵SMA過程中,SMA絲與粘結材料間不會產生滑移并且能夠提供有效的預應力。(4)考慮SMA的加固量、SMA的無粘結長度及原結構有無損傷等因素,通過反向加載方式進行了表面內嵌SMA絲帶載加固鋼筋混凝土梁的抗彎性能試驗。試驗結果表明,表面內嵌SMA絲加固可顯著提高混凝土梁的屈服荷載和極限荷載;SMA絲的無粘結長度段越大,撓度恢復效果越明顯。
【學位單位】：大連理工大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2019
【中圖分類】：U445.72

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本文編號：2822352