本文關(guān)鍵詞：預(yù)應(yīng)力CFRP板抗彎加固RC梁橋的實用設(shè)計方法研究

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【摘要】：隨著我國經(jīng)濟建設(shè)迅速發(fā)展,交通運輸要求也不斷提高,在進行大量公路鐵路橋梁建設(shè)的同時,由于年久失修,許多舊橋已經(jīng)無法滿足現(xiàn)代交通的要求和標準,逐漸變成了危橋,這使得橋梁養(yǎng)護維修加固的工作日益繁重。因此,研究加固效果好,造價低,施工方便的新型橋梁加固技術(shù)具有重要的意義。預(yù)應(yīng)力碳纖維板加固是近些年發(fā)展的一種新型橋梁加固技術(shù),該技術(shù)不僅能有效提高加固結(jié)構(gòu)的承載力,顯著減小結(jié)構(gòu)變形,提高結(jié)構(gòu)強度和剛度,還能夠充分發(fā)揮碳纖維板拉伸強度高的特點,該方法加固效果突出,施工方便且具有良好的耐久性。國內(nèi)外學者針對預(yù)應(yīng)力CFRP板加固混凝土梁橋開展了大量試驗研究,試驗數(shù)據(jù)也相對充分。但關(guān)于預(yù)應(yīng)力CFRP板抗彎加固RC梁橋的設(shè)計理論和計算原則方面的研究還很少,缺乏預(yù)應(yīng)力碳纖維板加固技術(shù)相應(yīng)有效的實用設(shè)計公式和預(yù)應(yīng)力CFRP板抗彎加固RC梁橋加固設(shè)計的原則和方法。針對以往研究成果的不足,本文主要進行了以下幾方面的工作:首先,收集國內(nèi)外已開展的關(guān)于預(yù)應(yīng)力碳纖維板加固鋼筋混凝土梁的試驗研究資料和數(shù)據(jù),對已有試驗梁進行有限元數(shù)值模擬。從影響加固效果的因素分析出發(fā),找出關(guān)鍵影響因素:原梁受拉鋼筋配筋率,混凝土強度,碳纖維板用量,預(yù)應(yīng)力水平等。并在數(shù)值模擬的基礎(chǔ)上完成了對CFRP板加固梁的參數(shù)分析。其次,結(jié)合國內(nèi)外試驗梁數(shù)據(jù)以及數(shù)值模擬參數(shù)分析結(jié)果,進行了預(yù)應(yīng)力CFRP板加固RC梁橋抗彎承載力的設(shè)計理論分析�？偨Y(jié)分析預(yù)應(yīng)力CFRP板加固鋼筋混凝土梁的破壞形式,并建立相應(yīng)的抗彎承載力的計算公式。推導了活載作用下CFRP板應(yīng)變增量計算公式,并利用已有數(shù)據(jù)擬合計算得到極限狀態(tài)下預(yù)應(yīng)力CFRP板應(yīng)力的經(jīng)驗公式,提出了以綜合配筋指標為參數(shù)的活載應(yīng)力增量計算方法。結(jié)合對預(yù)應(yīng)力CFRP板加固混凝土梁受力過程及剛度變化的分析,推導了撓度計算公式。最后,根據(jù)理論分析和公式推導計算過程,總結(jié)提出預(yù)應(yīng)力CFRP板抗彎加固RC梁橋的實用設(shè)計方法。給出了預(yù)應(yīng)力CFRP板加固RC梁CFRP板加固設(shè)計和承載力復核計算的基本步驟和流程。并將實用設(shè)計方法應(yīng)用于實橋加固設(shè)計算例中,驗證了預(yù)應(yīng)力CFRP板加固RC梁橋?qū)嵱迷O(shè)計方法的適用性和有效性。
【關(guān)鍵詞】：預(yù)應(yīng)力碳纖維板 加固設(shè)計 參數(shù)分析 承載力 撓度 實用設(shè)計方法
【學位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：U445.72
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 第1章 緒論10-18
• 1.1 課題背景及研究的目的和意義10-13
• 1.1.1 課題背景10-11
• 1.1.2 課題研究的目的和意義11-13
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及分析13-16
• 1.2.1 預(yù)應(yīng)力CFRP加固鋼筋混凝土梁試驗研究現(xiàn)狀13-14
• 1.2.2 預(yù)應(yīng)力CFRP板加固橋梁技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀14-16
• 1.2.3 國內(nèi)外研究總結(jié)16
• 1.3 主要研究內(nèi)容16-18
• 第2章 預(yù)應(yīng)力CFRP板加固RC梁參數(shù)分析18-40
• 2.1 引言18
• 2.2 試驗梁基本數(shù)據(jù)18-19
• 2.2.1 試件設(shè)計18-19
• 2.2.2 材料性能及參數(shù)19
• 2.3 材料的非線性模擬和本構(gòu)關(guān)系19-24
• 2.3.1 混凝土的非線性模擬和本構(gòu)模型19-23
• 2.3.2 鋼筋和鋼墊板的非線性模擬和本構(gòu)模型23-24
• 2.3.3 CFRP板的非線性模擬和本構(gòu)模型24
• 2.4 有限元模型建立24-27
• 2.4.1 基本假設(shè)24
• 2.4.2 單元的選取24-25
• 2.4.3 模型網(wǎng)格劃分25
• 2.4.4 邊界條件和加載步設(shè)置25-26
• 2.4.5 預(yù)應(yīng)力的施加26-27
• 2.5 有限元計算結(jié)果與分析27-32
• 2.5.1 階段受力判斷依據(jù)27
• 2.5.2 荷載-撓度曲線27-28
• 2.5.3 分析值與試驗值對比28-29
• 2.5.4 L4梁極限狀態(tài)受力分析29-30
• 2.5.5 荷載-CFRP板應(yīng)力曲線30-32
• 2.6 有限元參數(shù)分析32-38
• 2.6.1 基本參數(shù)設(shè)定32-33
• 2.6.2 混凝土強度影響計算結(jié)果33-34
• 2.6.3 CFRP加固面積影響計算結(jié)果與分析34-36
• 2.6.4 張拉控制應(yīng)力影響計算結(jié)果與分析36-37
• 2.6.5 配筋率影響計算結(jié)果與分析37-38
• 2.7 本章小結(jié)38-40
• 第3章 抗彎承載能力實用設(shè)計公式研究40-58
• 3.1 基本原則40-41
• 3.1.1 基本假定40
• 3.1.2 材料的本構(gòu)關(guān)系40-41
• 3.2 CFRP板的預(yù)應(yīng)力損失41-42
• 3.3 CFRP板加固梁截面換算42-43
• 3.3.1 開裂前截面42-43
• 3.3.2 開裂后截面43
• 3.4 預(yù)應(yīng)力CFRP板加固RC梁的破壞形式43-45
• 3.4.1 加固梁的破壞形式43-44
• 3.4.2 混凝土受壓區(qū)高度界限系數(shù)44-45
• 3.5 極限承載力計算45-51
• 3.5.1 活載應(yīng)變增量45-47
• 3.5.2 計算公式推導47-49
• 3.5.3 理論值與試驗值的對比49-51
• 3.6 極限狀態(tài)時CFRP板應(yīng)力經(jīng)驗公式51-54
• 3.6.1 經(jīng)驗公式擬合51-53
• 3.6.2 公式適用性驗證53-54
• 3.7 實用設(shè)計方法54-56
• 3.8 本章小結(jié)56-58
• 第4章 預(yù)應(yīng)力CFRP板加固RC梁橋撓度計算58-67
• 4.1 預(yù)應(yīng)力CFRP板加固RC梁受力過程分析58-59
• 4.2 開裂彎矩59-60
• 4.3 撓度計算60-64
• 4.3.1 撓度計算方法60-61
• 4.3.2 撓度計算公式61-64
• 4.4 撓度公式適用性驗證與分析64-66
• 4.4.1 分項撓度值對計算值的影響64-65
• 4.4.2 剛度影響系數(shù)取值討論65-66
• 4.4.3 公式適用性驗證66
• 4.5 本章小結(jié)66-67
• 第5章 預(yù)應(yīng)力CFRP板加固RC梁橋設(shè)計67-75
• 5.1 原梁的基本情況及加固設(shè)計要求67-68
• 5.2 加固方法的選擇68-69
• 5.3 加固方案的設(shè)計與計算69-74
• 5.4 設(shè)計方案對比與評述74
• 5.5 本章小結(jié)74-75
• 結(jié)論75-77
• 參考文獻77-82
• 致謝82

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本文編號：613444