發(fā)布時間：2017-03-18 06:00

  本文關(guān)鍵詞：貫入式FRP筋抗剪加固混凝土橋面板力學(xué)性能研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：近年來隨著交通量的快速增長,以及公路車輛荷載水平的顯著提高,導(dǎo)致公路混凝土橋梁車輛活荷載應(yīng)力相比過去已明顯增大。已建橋梁結(jié)構(gòu)的鋼筋混凝土橋面板在使用一定年限后,由于較小的保護(hù)層厚度、除冰鹽直接作用在其表面導(dǎo)致板內(nèi)鋼筋銹蝕等原因,結(jié)構(gòu)功能退化問題尤為嚴(yán)重。到目前為止,對橋面結(jié)構(gòu)加固研究工作主要集中在抗彎加固,而國內(nèi)外研究已經(jīng)表明,不配抗剪鋼筋的混凝土橋面板的主導(dǎo)失效模式為剪切破壞而非彎曲破壞,因此對混凝土橋面板端部抗剪加固的研究具有重要意義。近年來纖維增強(qiáng)復(fù)合材料(Fibre Reinforced Polymer,FRP)加固技術(shù)受到越來越多的關(guān)注,但現(xiàn)行FRP加固技術(shù),例如表面粘貼法(Externally Bonded,EB)和表層嵌貼法(Near Surface Mounted,NSM),并不適用于橋面板抗剪加固,因此本次研究將采用截面貫入式(Embedded Through-Section,ETS)技術(shù)對混凝土橋面板進(jìn)行抗剪加固,并采用FRP筋作為ETS技術(shù)加固材料。ETS技術(shù)作為一種較為新穎的結(jié)構(gòu)加固技術(shù),目前國內(nèi)外對其的研究相對較少,尤其是在橋面抗剪加固領(lǐng)域�；谝陨嫌懻�,本文首先對混凝土橋面板板帶試件進(jìn)行加載試驗(yàn),研究試件抗剪性能,重點(diǎn)研究參數(shù)包括:ETS加固筋筋材類型、筋材布置、筋材直徑以及鉆孔損傷分析。試驗(yàn)中將通過分析加載過程結(jié)構(gòu)變形、應(yīng)變、承載力以及破壞模式等結(jié)果數(shù)據(jù),研究不同試件的工作性能,并以此分析試件參數(shù)變化對結(jié)構(gòu)工作性能的影響;與此同時,采用有限元分析軟件ABAQUS對試驗(yàn)?zāi)Ｐ瓦M(jìn)行數(shù)值模擬和分析,通過對加載試驗(yàn)試件模擬的吻合程度,說明所建立的數(shù)值模型的準(zhǔn)確性,并在此基礎(chǔ)上,研究各個參數(shù)對ETS加固試件工作性能和加固效果的影響;在試驗(yàn)研究與數(shù)值模擬的基礎(chǔ)上,采用基于改進(jìn)的BPE模型的基礎(chǔ)上提出的ETS-FRP筋抗剪貢獻(xiàn)計(jì)算模型,并通過本次試驗(yàn)及已有的相關(guān)試驗(yàn)的試驗(yàn)結(jié)果,與理論公式計(jì)算結(jié)果進(jìn)行對比和分析。從對比結(jié)果可以看出,本文采用的計(jì)算模型的計(jì)算結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果較為吻合,可以較為準(zhǔn)確的計(jì)算試件承載力,并可根據(jù)計(jì)算結(jié)果判斷試件失效模式,為后續(xù)研究提供重要的參考價值。
【關(guān)鍵詞】：混凝土橋面板 纖維增強(qiáng)復(fù)合材料 截面貫入式加固 結(jié)構(gòu)試驗(yàn) 數(shù)值模擬
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：U445.72
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 第1章 緒論10-24
• 1.1 課題背景及研究目的和意義10-11
• 1.2 剪切理論簡述11-15
• 1.2.1 剪力傳遞機(jī)制11-13
• 1.2.2 抗剪承載力的尺寸效應(yīng)13
• 1.2.3 單向剪切與雙向剪切13-14
• 1.2.4 主要剪切模型14-15
• 1.3 橋面板抗剪研究簡述15-18
• 1.4 現(xiàn)有橋梁加固技術(shù)簡述18-19
• 1.5 貫入式FRP筋加固技術(shù)研究簡述19-22
• 1.5.1 FRP筋簡介19
• 1.5.2 貫入式FRP筋抗剪加固技術(shù)研究簡述19-22
• 1.6 本課題來源及主要研究內(nèi)容22-24
• 第2章 貫入式加固橋面板試驗(yàn)介紹24-38
• 2.1 概述24
• 2.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)24-27
• 2.3 試驗(yàn)材料及試件制備27-34
• 2.3.1 混凝土材料制備及性能測定27-28
• 2.3.2 試驗(yàn)筋材性能測定28-29
• 2.3.3 試驗(yàn)加載裝置29-30
• 2.3.4 ETS筋板帶試件的制備30-33
• 2.3.5 粘結(jié)性能試驗(yàn)試件制備33-34
• 2.4 試驗(yàn)測量內(nèi)容和測量方法34-36
• 2.4.1 混凝土板帶撓度的測量34-35
• 2.4.2 混凝土及筋材應(yīng)變的測量35-36
• 2.5 試驗(yàn)準(zhǔn)備和試驗(yàn)過程36-38
• 2.5.1 試驗(yàn)準(zhǔn)備36-37
• 2.5.2 試驗(yàn)過程37-38
• 第3章 試驗(yàn)結(jié)果與分析38-64
• 3.1 概述38
• 3.2 ETS筋與混凝土粘結(jié)性能試驗(yàn)結(jié)果及分析38-41
• 3.2.1 試件破壞模式38-39
• 3.2.2 荷載-位移曲線分析39-40
• 3.2.3 荷載-應(yīng)變曲線分析40-41
• 3.3 板帶加載試驗(yàn)試件破壞模式和裂縫形態(tài)分析41-45
• 3.3.1 試件破壞模式41-43
• 3.3.2 裂縫形態(tài)分析43-45
• 3.4 荷載-位移曲線分析45-51
• 3.4.1 整體分析45-48
• 3.4.2 損傷分析及鉆孔加固試件荷載-位移曲線分析48-49
• 3.4.3 ETS筋材類別對荷載-位移曲線的影響49
• 3.4.4 ETS筋材直徑對荷載-位移曲線的影響49-50
• 3.4.5 試件延性分析50-51
• 3.5 應(yīng)變分析51-62
• 3.5.1 混凝土應(yīng)變分析51-56
• 3.5.2 縱筋應(yīng)變56-59
• 3.5.3 ETS筋應(yīng)變59-62
• 3.6 本章小結(jié)62-64
• 第4章 非線性有限元分析64-87
• 4.1 引言64
• 4.2 材料本構(gòu)關(guān)系64-70
• 4.2.1 混凝土本構(gòu)模型64-65
• 4.2.2 本文所用混凝土本構(gòu)關(guān)系65-68
• 4.2.3 混凝土損傷塑性模型參數(shù)選擇68-69
• 4.2.4 筋材本構(gòu)模型69-70
• 4.3 有限元模型建立70-72
• 4.3.1 分析方法70
• 4.3.2 單元選擇、邊界條件與接觸70-71
• 4.3.3 破壞準(zhǔn)則71-72
• 4.4 有限元結(jié)果分析72-80
• 4.4.1 平面應(yīng)力單元模型與實(shí)體單元模型的選用72-73
• 4.4.2 極限承載力對比73
• 4.4.3 荷載-位移曲線對比73-75
• 4.4.4 荷載-應(yīng)變曲線對比75-77
• 4.4.5 應(yīng)變及破壞模式分析77-80
• 4.5 參數(shù)化分析80-86
• 4.5.1 邊界條件80-81
• 4.5.2 混凝土強(qiáng)度81
• 4.5.3 配筋率81-84
• 4.5.4 剪跨比84-86
• 4.6 本章小結(jié)86-87
• 第5章 理論分析與計(jì)算87-101
• 5.1 引言87
• 5.2 現(xiàn)行混凝土構(gòu)件抗剪和抗彎計(jì)算規(guī)范簡介87-90
• 5.2.1 抗剪計(jì)算簡介87-89
• 5.2.2 抗彎計(jì)算簡介89-90
• 5.3 ETS筋抗剪作用理論模型90-96
• 5.3.1 Valerio模型90-92
• 5.3.2 Mofidi模型92-96
• 5.4 ETS-FRP加固混凝土結(jié)構(gòu)承載性能理論分析96-99
• 5.5 本章小結(jié)99-101
• 結(jié)論101-103
• 參考文獻(xiàn)103-108
• 致謝108

  本文關(guān)鍵詞：貫入式FRP筋抗剪加固混凝土橋面板力學(xué)性能研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：253987