預(yù)應(yīng)力CFRP布-RPC增大截面法復(fù)合加固鋼筋混凝土方柱抗震性能
發(fā)布時(shí)間:2021-07-10 17:59
隨著我國道路橋梁建設(shè)的不斷發(fā)展,在改革開放初期建設(shè)的橋梁結(jié)構(gòu)已經(jīng)滯后于日益發(fā)展的社會(huì)功能需求,早期建設(shè)的橋梁結(jié)構(gòu)對(duì)抗震要求較低是造成構(gòu)筑物老化的主要原因。對(duì)震后橋梁墩柱部位進(jìn)行有效加固是保證橋梁結(jié)構(gòu)能夠正常運(yùn)行的關(guān)鍵。活性粉末混凝土(Reactive Powder Concrete,RPC)是一種高強(qiáng)度、高延性、高韌性、耐久性強(qiáng)的的高性能混凝土,在沖擊、爆炸等極端荷載的防護(hù)工程中具有巨大潛力。纖維增強(qiáng)復(fù)合材料(Fiber Reinforced Plastics,FRP)具有耐腐蝕、耐高溫、質(zhì)輕、熱容量小、高抗拉強(qiáng)度等特性,因其熱膨脹系數(shù)與混凝土相近,因此廣泛應(yīng)用于混凝土結(jié)構(gòu)加固。對(duì)FRP材料施加預(yù)應(yīng)力是一種主動(dòng)提供約束的方式,可大大減小由普通FRP加固而產(chǎn)生的應(yīng)力滯后,大大提高了混凝土柱的抗震、承載力,抑制裂縫開展。其中國內(nèi)外對(duì)采用FRP與RPC增大截面法加固RC柱的抗震研究較少,包括多層CFRP布、高預(yù)應(yīng)力度、高軸壓比等,且對(duì)鋼筋混凝土柱進(jìn)行現(xiàn)澆RPC加固的研究不足。據(jù)此,本文主要開展了以下工作:(1)共澆筑了15根普通鋼筋混凝土方柱試件,2根未加固柱,4根為CFRP加固柱,9根RP...
【文章來源】:桂林理工大學(xué)廣西壯族自治區(qū)
【文章頁數(shù)】:97 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
中國地震烈度區(qū)劃分圖(2018)
桂林理工大學(xué)碩士學(xué)位論文2表1.1FRP材料特性材料種類抗拉強(qiáng)度(MPa)彈性模量(MPa)極限應(yīng)變(%)密度(kg/m3)鋼筋(0.4~0.6)×103(2.0~2.1)×10510.07.85AFRP(1.2~2.6)×103(0.5~1.2)×1051.7~2.51.1~1.3BFRP(1.6~2.1)×103(0.5~1.0)×1051.7~2.31.0~1.5CFRP(2.5~3.7)×103(1.5~2.4)×1051.1~1.71.3~1.7GFRP(1.4~1.7)×103(0.5~0.7)×1052.0~3.31.5~1.8活性粉末混凝土(ReactivePowderConcrete,RPC)是一種具有超高強(qiáng)度、高韌性、高耐久性、抗裂性能好[10-13],疲勞強(qiáng)度高的新型水泥基復(fù)合材料.由于近年來RPC在核工程、防爆工程、高鐵工程等特種大型工程中的應(yīng)用越來越廣,圖1.2顯示的是各種材料抗拉強(qiáng)度與斷裂能,可以看出不同材料之間斷裂能差異較大,在混凝土材料中,RPC的斷裂能達(dá)到30000J/m2左右,比普通的混凝土與高強(qiáng)混凝土高90-100倍左右,具有超高的強(qiáng)度和良好的韌性可與金屬鋁鋼媲美,本試驗(yàn)選RPC作為增大截面法選材。圖1.2各種材料的斷裂能與抗拉強(qiáng)度在地震荷載中作用下,使構(gòu)件柱有一定的變形能力和吸收能力較為重要。我們用結(jié)構(gòu)的延性表示結(jié)構(gòu)在破壞階段時(shí),承載力沒有明顯降低的情況下結(jié)構(gòu)發(fā)生變形能力。提高柱延性可已消耗更多的能量,使柱在破壞前有明顯的征兆。與傳統(tǒng)加固模式相比,F(xiàn)RP加固柱不會(huì)產(chǎn)生多的殘余變形與累積破壞,對(duì)柱剛度增加較小,在不改變其破壞模式情況下消耗更多的能量。目前對(duì)RC柱的加固多采用單一加固法,對(duì)采用兩種或多種方法加固墩柱的研究較少,若采用RPC單一加固,在地震作用下柱身仍有較多裂縫開展,核心混凝土膨脹得不到抑制,若采用FRP單一加固,加固柱變形能力增強(qiáng),對(duì)試件柱承載力提升較弱。因
桂林理工大學(xué)碩士學(xué)位論文12(a)立方體試塊(b)棱柱體試塊圖2.1混凝土試塊抗壓試驗(yàn)表2.1混凝土材料性能試塊類型試樣編號(hào)F/kN混凝土強(qiáng)度(MPa)立方體試塊11009.344.92861.838.33926.441.24870.938.751122.749.961017.345.271129.248.28976.843.4棱柱體試塊1801.935.62749.133.33713.331.74742.433.15767.334.1經(jīng)過式2.1計(jì)算得到混凝土保證率系數(shù)t=2t=(Rn-R標(biāo))/Sn(2.1)混凝土強(qiáng)度保證率t~P對(duì)照表表得在t=1.65時(shí),混凝土強(qiáng)度保證率為95%,本組混凝土試塊t值計(jì)算為2,2﹥1.65,即本組混凝土試塊強(qiáng)度保證率高于95%。
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]混雜纖維RPC力學(xué)性能試驗(yàn)研究[J]. 鞠彥忠,徐力斌,王德弘,白俊峰. 應(yīng)用基礎(chǔ)與工程科學(xué)學(xué)報(bào). 2019(06)
[2]活性粉末混凝土耐久性研究綜述[J]. 王朋,李龍?zhí)?丁耀宗. 建筑結(jié)構(gòu). 2019(S2)
[3]纖維增強(qiáng)復(fù)合材料增強(qiáng)和修復(fù)加固大尺寸鋼筋混凝土柱抗震性能研究[J]. 宋文,馮鵬,黃福勝,王澤源,林紅威,楊家琦. 工業(yè)建筑. 2019(09)
[4]纖維編織網(wǎng)增強(qiáng)混凝土加固RC柱恢復(fù)力模型研究[J]. 李耀,尹世平,劉鳴,葉桃. 應(yīng)用基礎(chǔ)與工程科學(xué)學(xué)報(bào). 2019(04)
[5]聚丙烯腈纖維混凝土墩柱抗震性能試驗(yàn)研究[J]. 林新鵬,卓衛(wèi)東,谷音,孫穎,陳力波. 福州大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2019(03)
[6]CFRP加固銹蝕鋼筋混凝土短柱的抗震性能[J]. 徐玉野,王振,林碧蘭. 土木與環(huán)境工程學(xué)報(bào)(中英文). 2019(03)
[7]高延性混凝土加固框架柱抗震性能試驗(yàn)研究及其軸壓比限值分析[J]. 鄧明科,張陽璽,陳尚城. 土木工程學(xué)報(bào). 2019(02)
[8]綠色高性能水泥基復(fù)合材料加固火損RC柱抗震性能研究[J]. 趙文浩,李秀領(lǐng). 防災(zāi)減災(zāi)工程學(xué)報(bào). 2019(01)
[9]HPFL加固RC圓柱抗震性能試驗(yàn)研究[J]. 竹永恒,蔣隆敏,歐蔓麗,付華. 湖南工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào). 2019(01)
[10]預(yù)應(yīng)力碳纖維布加固混凝土圓柱預(yù)應(yīng)力損失試驗(yàn)研究[J]. 盧春玲,劉傳超,吳有勝,王鵬,李中洋. 公路交通科技. 2018(09)
碩士論文
[1]玄武巖纖維布加固鋼筋混凝土方柱抗震性能研究[D]. 黃加付.合肥工業(yè)大學(xué) 2018
[2]預(yù)應(yīng)力鋼絞線網(wǎng)—聚合物砂漿加固柱抗震性能研究[D]. 林鶴云.華東交通大學(xué) 2017
[3]鋼筋與套管約束CFRP縱筋混合配筋混凝土柱抗震性能研究[D]. 高王鑫.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2017
[4]FRP加固定量損傷RC圓柱抗震性能研究[D]. 馮遠(yuǎn)鵬.華南理工大學(xué) 2016
[5]預(yù)應(yīng)力FRP加固鋼筋混凝土柱抗震性能的有限元分析[D]. 張蝶.北京交通大學(xué) 2009
本文編號(hào):3276396
【文章來源】:桂林理工大學(xué)廣西壯族自治區(qū)
【文章頁數(shù)】:97 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
中國地震烈度區(qū)劃分圖(2018)
桂林理工大學(xué)碩士學(xué)位論文2表1.1FRP材料特性材料種類抗拉強(qiáng)度(MPa)彈性模量(MPa)極限應(yīng)變(%)密度(kg/m3)鋼筋(0.4~0.6)×103(2.0~2.1)×10510.07.85AFRP(1.2~2.6)×103(0.5~1.2)×1051.7~2.51.1~1.3BFRP(1.6~2.1)×103(0.5~1.0)×1051.7~2.31.0~1.5CFRP(2.5~3.7)×103(1.5~2.4)×1051.1~1.71.3~1.7GFRP(1.4~1.7)×103(0.5~0.7)×1052.0~3.31.5~1.8活性粉末混凝土(ReactivePowderConcrete,RPC)是一種具有超高強(qiáng)度、高韌性、高耐久性、抗裂性能好[10-13],疲勞強(qiáng)度高的新型水泥基復(fù)合材料.由于近年來RPC在核工程、防爆工程、高鐵工程等特種大型工程中的應(yīng)用越來越廣,圖1.2顯示的是各種材料抗拉強(qiáng)度與斷裂能,可以看出不同材料之間斷裂能差異較大,在混凝土材料中,RPC的斷裂能達(dá)到30000J/m2左右,比普通的混凝土與高強(qiáng)混凝土高90-100倍左右,具有超高的強(qiáng)度和良好的韌性可與金屬鋁鋼媲美,本試驗(yàn)選RPC作為增大截面法選材。圖1.2各種材料的斷裂能與抗拉強(qiáng)度在地震荷載中作用下,使構(gòu)件柱有一定的變形能力和吸收能力較為重要。我們用結(jié)構(gòu)的延性表示結(jié)構(gòu)在破壞階段時(shí),承載力沒有明顯降低的情況下結(jié)構(gòu)發(fā)生變形能力。提高柱延性可已消耗更多的能量,使柱在破壞前有明顯的征兆。與傳統(tǒng)加固模式相比,F(xiàn)RP加固柱不會(huì)產(chǎn)生多的殘余變形與累積破壞,對(duì)柱剛度增加較小,在不改變其破壞模式情況下消耗更多的能量。目前對(duì)RC柱的加固多采用單一加固法,對(duì)采用兩種或多種方法加固墩柱的研究較少,若采用RPC單一加固,在地震作用下柱身仍有較多裂縫開展,核心混凝土膨脹得不到抑制,若采用FRP單一加固,加固柱變形能力增強(qiáng),對(duì)試件柱承載力提升較弱。因
桂林理工大學(xué)碩士學(xué)位論文12(a)立方體試塊(b)棱柱體試塊圖2.1混凝土試塊抗壓試驗(yàn)表2.1混凝土材料性能試塊類型試樣編號(hào)F/kN混凝土強(qiáng)度(MPa)立方體試塊11009.344.92861.838.33926.441.24870.938.751122.749.961017.345.271129.248.28976.843.4棱柱體試塊1801.935.62749.133.33713.331.74742.433.15767.334.1經(jīng)過式2.1計(jì)算得到混凝土保證率系數(shù)t=2t=(Rn-R標(biāo))/Sn(2.1)混凝土強(qiáng)度保證率t~P對(duì)照表表得在t=1.65時(shí),混凝土強(qiáng)度保證率為95%,本組混凝土試塊t值計(jì)算為2,2﹥1.65,即本組混凝土試塊強(qiáng)度保證率高于95%。
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]混雜纖維RPC力學(xué)性能試驗(yàn)研究[J]. 鞠彥忠,徐力斌,王德弘,白俊峰. 應(yīng)用基礎(chǔ)與工程科學(xué)學(xué)報(bào). 2019(06)
[2]活性粉末混凝土耐久性研究綜述[J]. 王朋,李龍?zhí)?丁耀宗. 建筑結(jié)構(gòu). 2019(S2)
[3]纖維增強(qiáng)復(fù)合材料增強(qiáng)和修復(fù)加固大尺寸鋼筋混凝土柱抗震性能研究[J]. 宋文,馮鵬,黃福勝,王澤源,林紅威,楊家琦. 工業(yè)建筑. 2019(09)
[4]纖維編織網(wǎng)增強(qiáng)混凝土加固RC柱恢復(fù)力模型研究[J]. 李耀,尹世平,劉鳴,葉桃. 應(yīng)用基礎(chǔ)與工程科學(xué)學(xué)報(bào). 2019(04)
[5]聚丙烯腈纖維混凝土墩柱抗震性能試驗(yàn)研究[J]. 林新鵬,卓衛(wèi)東,谷音,孫穎,陳力波. 福州大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2019(03)
[6]CFRP加固銹蝕鋼筋混凝土短柱的抗震性能[J]. 徐玉野,王振,林碧蘭. 土木與環(huán)境工程學(xué)報(bào)(中英文). 2019(03)
[7]高延性混凝土加固框架柱抗震性能試驗(yàn)研究及其軸壓比限值分析[J]. 鄧明科,張陽璽,陳尚城. 土木工程學(xué)報(bào). 2019(02)
[8]綠色高性能水泥基復(fù)合材料加固火損RC柱抗震性能研究[J]. 趙文浩,李秀領(lǐng). 防災(zāi)減災(zāi)工程學(xué)報(bào). 2019(01)
[9]HPFL加固RC圓柱抗震性能試驗(yàn)研究[J]. 竹永恒,蔣隆敏,歐蔓麗,付華. 湖南工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào). 2019(01)
[10]預(yù)應(yīng)力碳纖維布加固混凝土圓柱預(yù)應(yīng)力損失試驗(yàn)研究[J]. 盧春玲,劉傳超,吳有勝,王鵬,李中洋. 公路交通科技. 2018(09)
碩士論文
[1]玄武巖纖維布加固鋼筋混凝土方柱抗震性能研究[D]. 黃加付.合肥工業(yè)大學(xué) 2018
[2]預(yù)應(yīng)力鋼絞線網(wǎng)—聚合物砂漿加固柱抗震性能研究[D]. 林鶴云.華東交通大學(xué) 2017
[3]鋼筋與套管約束CFRP縱筋混合配筋混凝土柱抗震性能研究[D]. 高王鑫.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2017
[4]FRP加固定量損傷RC圓柱抗震性能研究[D]. 馮遠(yuǎn)鵬.華南理工大學(xué) 2016
[5]預(yù)應(yīng)力FRP加固鋼筋混凝土柱抗震性能的有限元分析[D]. 張蝶.北京交通大學(xué) 2009
本文編號(hào):3276396
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