發(fā)布時(shí)間：2020-07-29 07:22

【摘要】：隨著服役時(shí)間的增加,大部分現(xiàn)有的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)或構(gòu)件本身的抗力已經(jīng)不能滿足使用要求,因此,急需對(duì)這類結(jié)構(gòu)進(jìn)行加固。目前,混凝土結(jié)構(gòu)的加固方法主要分為主動(dòng)加固法和被動(dòng)加固法兩大類。常見的被動(dòng)加固法無法向結(jié)構(gòu)施加主動(dòng)預(yù)應(yīng)力,而主動(dòng)加固法則需要張拉機(jī)具,且特殊工程環(huán)境中無法實(shí)現(xiàn)。因此,急需設(shè)計(jì)一種便于操作,且能夠向結(jié)構(gòu)施加主動(dòng)預(yù)應(yīng)力的加固方法。熱激勵(lì)預(yù)變形后的鎳鈦鈮形狀記憶合金(Shape Memory Alloy-SMA)能夠產(chǎn)生較大的回復(fù)應(yīng)力,停止加熱并恢復(fù)到環(huán)境溫度后,仍有400MPa左右的回復(fù)應(yīng)力作為永久應(yīng)力保存在該材料中。根據(jù)鎳鈦鈮SMA的上述特性,本文提出了一種通過熱激勵(lì)嵌入式鎳鈦鈮形狀記憶合金向結(jié)構(gòu)施加主動(dòng)預(yù)應(yīng)力的加固方法,該方法操作簡(jiǎn)便,不受工程環(huán)境的限制,且能夠向結(jié)構(gòu)施加主動(dòng)預(yù)應(yīng)力。但如何有效地利用該材料的回復(fù)應(yīng)力,并最大限度地利用其力學(xué)性能對(duì)混凝土構(gòu)件施加預(yù)應(yīng)力,尚無明確的結(jié)論。本文針對(duì)如何有效地利用鎳鈦鈮SMA的預(yù)應(yīng)力,進(jìn)行了如下研究。1)鎳鈦鈮形狀記憶合金絲力學(xué)性能的主要研究結(jié)果如下:(1)預(yù)變形溫度越高,材料的極限應(yīng)力和伸長(zhǎng)率越大。(2)約束經(jīng)過16%預(yù)應(yīng)變的試樣的兩端并對(duì)其進(jìn)行加熱,可使該材料產(chǎn)生較大的回復(fù)應(yīng)力;在一定的溫度范圍內(nèi),試樣的回復(fù)應(yīng)力隨激勵(lì)溫度的升高而增大,但為了不影響鋼筋的力學(xué)性能,本文認(rèn)為該材料的最大熱激勵(lì)溫度應(yīng)保持在250℃附近,此時(shí)材料的永久回復(fù)應(yīng)力約為400MPa。(3)當(dāng)預(yù)應(yīng)變量為16%時(shí),該材料的回復(fù)率隨著預(yù)變形溫度的上升而下降,但即使預(yù)變形溫度上升到50℃,材料的回復(fù)率仍保持在55%以上;與此同時(shí),該材料的永久回復(fù)應(yīng)力基本不會(huì)受到預(yù)變形溫度的影響。(4)常溫預(yù)變形的材料受限熱激勵(lì)后,其承載力大于低溫預(yù)變形的材料,且常溫預(yù)變形的材料在幅值為600MPa的拉伸應(yīng)力的作用下,經(jīng)多次循環(huán)加載后仍處于彈性狀態(tài)。2)該材料與聚合物砂漿之間的粘結(jié)性能的研究結(jié)果如下:(1)光滑SMA絲的粘結(jié)強(qiáng)度很低,只有1~1.4MPa左右,且隨著粘結(jié)長(zhǎng)度的增加,粘結(jié)強(qiáng)度減小,極限荷載對(duì)應(yīng)的拔出端和自由端的位移增大;(2)經(jīng)改進(jìn)后的自攻螺釘錨具可將SMA絲完全錨固在聚合物砂漿中直到拉斷,此時(shí)錨具和SMA絲并未產(chǎn)生相對(duì)滑移。因此,可在常溫環(huán)境中對(duì)鎳鈦鈮形狀記憶合金施加16%的預(yù)應(yīng)變,利用本文所設(shè)計(jì)的錨具,約束其兩端并錨固在待加固的混凝土構(gòu)件中,隨后加熱該材料至250℃,即可實(shí)現(xiàn)對(duì)混凝土構(gòu)件的加固。
【學(xué)位授予單位】：大連理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TG139.6

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 郭子雄;黃群賢;郝娟;陳建華;賴有泉;;預(yù)應(yīng)力鋼套箍加固RC橋墩軸壓性能試驗(yàn)研究[J];中南大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2015年08期

2 李春祥;湯鈺新;;混合形狀記憶合金和屈曲約束支撐系統(tǒng)自復(fù)位抗震研究[J];振動(dòng)與沖擊;2014年10期

3 黃斌;蒲武川;張海洋;宋鋼兵;;基于超彈性SMA螺旋彈簧的基礎(chǔ)隔震研究[J];地震工程與工程振動(dòng);2014年02期

4 李雙蓓;梁慶國;蔣林潔;莫杜毅;;SMA混凝土梁裂縫自修復(fù)性能分析的雙樣條QR法[J];廣西大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2014年01期

5 陳云;呂西林;蔣歡軍;;新型耗能增強(qiáng)型形狀記憶合金阻尼器減震性能研究[J];湖南大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2013年02期

6 任文杰;王利強(qiáng);馬志成;姚會(huì)哲;;形狀記憶合金-摩擦復(fù)合阻尼器力學(xué)性能研究[J];建筑結(jié)構(gòu)學(xué)報(bào);2013年02期

7 周長(zhǎng)東;白曉彬;趙鋒;呂西林;厲春龍;;預(yù)應(yīng)力纖維布加固混凝土圓形截面短柱軸壓性能試驗(yàn)[J];建筑結(jié)構(gòu)學(xué)報(bào);2013年02期

8 錢輝;李宏男;任文杰;陳淮;;形狀記憶合金復(fù)合摩擦阻尼器設(shè)計(jì)及試驗(yàn)研究[J];建筑結(jié)構(gòu)學(xué)報(bào);2011年09期

9 凌育洪;彭輝鴻;張帥;;一種新型SMA阻尼器及其減震性能[J];華南理工大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2011年06期

10 李艷鋒;米緒軍;尹向前;高寶東;;退火工藝對(duì)NiTi形狀記憶合金恢復(fù)力的影響[J];特種鑄造及有色合金;2011年03期

本文編號(hào)：2773621