本文關(guān)鍵詞：碳纖維布加固彎剪扭復(fù)合受力鋼筋混凝土箱梁的試驗研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：近些年來,伴隨著交通量的增長,早期已建橋梁產(chǎn)生不同程度的病害,CFRP加固技術(shù)因諸多優(yōu)勢而受到工程人員的青睞。國內(nèi)外研究學(xué)者對CFRP的加固鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的力學(xué)性能及使用性能進行了大量的理論分析與試驗研究。CFRP加固也已經(jīng)廣泛使用在鋼筋混凝土梁的抗彎以及抗剪加固方面,然而對于CFRP抗扭加固鋼筋混凝土箱梁這方面的研究較少,特別是對CFRP加固復(fù)合受力作用下的鋼筋混凝土箱梁的抗扭性能的研究更少。因此,本文對CFRP加固彎剪扭復(fù)合受力鋼筋混凝土箱梁的抗扭性能進行了詳細的試驗研究。研究內(nèi)容主要包括以下幾個方面:1.制作了五片試驗梁,包括一片未進行加固的對照梁與四片采用不同方式加固的試驗梁。試驗的加載設(shè)備是煙臺新天地試驗技術(shù)有限公司與蘭州交通大學(xué)共同設(shè)計的YJ-IIID型結(jié)構(gòu)力學(xué)組合試驗裝置以及自制的加載裝置,進行了四個工況的加載試驗。2.分析在純扭受力作用下各片試驗梁在彈性階段的試驗數(shù)據(jù),得出提高箱梁抗扭性能的合理加固方式。分析在彎剪扭復(fù)合受力作用下試驗梁的破壞形式、裂縫發(fā)展情況、鋼筋應(yīng)變、混凝土應(yīng)變、CFRP的應(yīng)變,得出CFRP加固能夠顯著提高復(fù)合受力作用下鋼筋混凝土箱梁的抗扭承載力,而且箱梁抗扭剛度明顯提高、變形性能得到改善。3.箱梁開裂前,采用三向莫爾圓進行受力分析,并結(jié)合試驗結(jié)果提出CFRP加固復(fù)合受力鋼筋混凝土箱梁的開裂扭矩公式。箱梁開裂后,基于變角度空間桁架模型理論,將縱向粘貼的CFRP和環(huán)向粘貼的CFRP的受力考慮在內(nèi)對試驗箱梁的抗扭承載力的進行了計算,計算結(jié)果與試驗結(jié)果相符合。4.運用ANSYS建立了CFRP加固鋼筋混凝土箱梁的有限元模型,分析模擬箱梁在純扭荷載作用下彈性階段的剛度變形及混凝土的應(yīng)變,并與試驗值進行對比分析。通過對比得出ANSYS的計算結(jié)果與試驗結(jié)果能夠較好的吻合,表明所建立的箱梁模型能夠準(zhǔn)確分析箱梁在純扭荷載下的應(yīng)力應(yīng)變。
【關(guān)鍵詞】：碳纖維布 鋼筋混凝土 箱梁 復(fù)合受力 變角空間桁架模型
【學(xué)位授予單位】：蘭州交通大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：U446
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 1 緒論10-16
• 1.1 研究背景10
• 1.2 CFRP加固的簡介10-12
• 1.2.1 CFRP性能簡介10-11
• 1.2.2 加固概論11-12
• 1.3 鋼筋混凝土箱梁及加固國內(nèi)外研究現(xiàn)狀12-14
• 1.3.1 國外學(xué)者的研究成果12
• 1.3.2 國內(nèi)學(xué)者的研究成果12-14
• 1.4 本文主要研究內(nèi)容14-16
• 2 試驗方案設(shè)計16-28
• 2.1 試驗內(nèi)容16
• 2.2 試件設(shè)計及CFRP加固方案16-20
• 2.2.1 尺寸擬定16-17
• 2.2.2 材料選定17
• 2.2.3 模型梁配筋17-18
• 2.2.4 加固方式18-20
• 2.2.5 CFRP粘貼加固過程20
• 2.3 試驗加載設(shè)計20-25
• 2.3.1 試驗裝置設(shè)計20-24
• 2.3.2 試驗加載工況設(shè)計24-25
• 2.4 量測設(shè)計25-27
• 2.4.1 量測項目25
• 2.4.2 縱筋和箍筋的應(yīng)變布置與測量25-26
• 2.4.3 混凝土和碳纖維布的應(yīng)變布置與測量26
• 2.4.4 試驗梁扭轉(zhuǎn)角測量26-27
• 2.4.5 試驗梁撓度測量27
• 2.5 小結(jié)27-28
• 3 試驗結(jié)果及分析28-66
• 3.1 純扭試驗結(jié)果分析28-30
• 3.2 試驗的破壞過程和試驗梁的破壞形態(tài)30-37
• 3.3 試驗梁承載力變化37
• 3.4 試驗梁的剛度變化37-40
• 3.4.1 抗扭剛度的變化37-39
• 3.4.2 抗彎剛度的變化39-40
• 3.5 鋼筋的應(yīng)變分析40-62
• 3.5.1 縱筋的應(yīng)變分析40-50
• 3.5.2 箍筋的應(yīng)變分析50-62
• 3.6 CFRP的應(yīng)變分析62-64
• 3.7 混凝土的應(yīng)變分析64
• 3.8 CFRP的粘貼形式對加固效果的影響64
• 3.9 小結(jié)64-66
• 4 CFRP加固復(fù)合受力鋼筋混凝土箱梁受扭承載力的理論分析66-76
• 4.1 引言66
• 4.2 混凝土開裂前的應(yīng)力分析66-70
• 4.2.1 理論推導(dǎo)66-69
• 4.2.2 理論計算結(jié)果與試驗值對比分析69-70
• 4.3 混凝土開裂后的應(yīng)力分析70-74
• 4.3.1 變角度空間桁架模型分析70-74
• 4.3.2 理論計算結(jié)果與試驗值對比分析74
• 4.4 小結(jié)74-76
• 5 CFRP加固鋼筋混凝土箱梁有限元分析76-85
• 5.1 有限元模型的建立76
• 5.2 單元的選擇76-77
• 5.2.1 混凝土單元76
• 5.2.2 鋼筋單元76-77
• 5.2.3 碳纖維布單元77
• 5.3 試驗梁幾何模型建立和網(wǎng)格劃分77-80
• 5.4 計算結(jié)果分析80-84
• 5.4.1 扭矩單位扭轉(zhuǎn)角曲線80-82
• 5.4.2 混凝土的應(yīng)變82-83
• 5.4.3 變形示意圖83-84
• 5.5 小結(jié)84-85
• 結(jié)論與展望85-87
• 結(jié)論85-86
• 展望86-87
• 致謝87-88
• 參考文獻88-91
• 攻讀學(xué)位期間的研究成果91

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