碳纤维（CFRP）加固钢筋混凝土梁抗剪性能的试验研究

论文题目: 碳纤维（CFRP）加固钢筋混凝土梁抗剪性能的试验研究

论文类型: 硕士论文

论文专业: 防灾减灾工程

作者: 冯雪松

导师: 陈忠范

关键词: 碳纤维布,抗剪加固,桁架拱模型,有限元方法,胶体滑移

文献来源: 东南大学

发表年度: 2005

论文摘要: 作为一种新型的工程材料,碳纤维(CFRP)在混凝土结构加固方面具有诸多优势。但是,对混凝土梁抗剪性能的理论研究仍有待完善。本文在二十一根外包碳纤维布加固混凝土梁试验的基础上,对加固梁的极限承载力、荷载-挠度关系、破坏形态以及影响抗剪承载力的因素(包括碳纤维布外包层数、剪跨比、加固方式等)进行了研究分析。通过对本次试验数据的分析研究,探讨了外包碳纤维布在受荷抗剪过程中的作用机理。本文在试验研究的基础上,建立了桁架-拱模型,并在此基础上推导建立了外包碳纤维布钢筋混凝土梁受剪承载力的计算公式。并运用此公式进行了加固梁受剪承载力的计算,通过与试验数据的比较,该公式与试验结果吻合良好。同时,本文还采用了有限元方法建立模型以模拟加固梁的受力性能。在有限元计算中,本文采用COMBIN39单元模拟胶体滑移以减小前期研究中忽略胶体滑移而造成的误差。本文从极限承载力、箍筋应变、碳纤维应变等方面对模拟计算结果和试验实测结果进行了比较分析。最后,本文对将来的研究分析给出了自己结论和建议。

论文目录:

中文摘要

英文摘要

第一章绪论

1.1 引言

1.2 材料概述

1.3 国内外研究成果

1.3.1 研究综述

1.3.2 抗剪研究成果

1.4 本文的研究目的和内容

本章参考文献

第二章试验分析研究

2.1 试验简介

2.1.1 材料性能

2.1.2 试件设计及加固方案

2.1.3 加载方案

2.2 主要试验结果及分析

2.2.1 受剪承载力

2.2.2 梁挠度

2.2.3 破坏现象及特征

2.2.4 CFRP 应变和箍筋应变

2.3 外包碳纤维布应力应变研究

2.3.1 碳纤维布的最大应变εcf ,max

2.3.2 碳纤维布平均应变系数Dcf

2.4 本章小节

本章参考文献

第三章集中荷载作用下加固梁受剪承载力公式推导

3.1 桁架－拱模型

3.1.1 破坏机理

3.1.2 桁架机构

3.1.3 拱机构

3.1.4 加固梁受剪承载力计算公式

3.2 本章小结

本章参考文献

第四章有限元模拟分析

4.1 有限元及ANSYS 简述

4.1.1 有限元方法概述

4.1.2 有限元软件ANSYS 简介

4.2 弹塑性有限元分析原理

4.3 有限元建模

4.3.1 定义单元

4.3.2 材料属性

4.3.3 计算模型及边界条件

4.3.4 加载子步

4.3.5 收敛准则

4.4 有限元计算结果及分析

4.4.1 承载力

4.4.2 梁挠度变形

4.4.3 材料应力分布

4.5 本章小结

本章参考文献

第五章全文总结

致谢

发布时间: 2007-06-11

参考文献

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