外贴FRP布钢筋混凝土受弯构件挠度计算分析

论文摘要

采用FRP布对梁板等抗弯构件的加固是一种应用非常广泛且极具前景的加固方法。从实验分析和工程应用后的监测都表明,通过粘贴FRP布可以大大提高构件的极限承载力。但是为了使结构满足适用性、耐久性和安全性,只注意构件的承载力是不够的,很多情况下还需要考虑梁的挠度,甚至于有些构件的失效是由其挠度起控制作用。本文介绍了各种结构加固的方法以及FRP加固混凝土结构的研究现状,并对FRP材料和树脂的性能做了系统的阐述。总结了已有的计算FRP加固混凝土梁挠度的研究成果,并对其进行分析,在其基础上得出一种计算FRP加固钢筋混凝土梁的挠度的实用方法。该方法结合ACI318对钢筋混凝土梁挠度计算的建议和ACI440对FRP筋梁挠度计算的建议,通过先采用Branson方程来计算FRP加固梁的有效惯性矩,再进一步求出梁的跨中挠度。文中考虑到受拉侧粘贴FRP布加固梁的拉力是由梁中的纵向钢筋和梁底部的FRP布共同承担这一特点,推导出了加固梁的有效高度和梁开裂后受压区高度的计算公式。又因为FRP布和钢筋性能上有所区别,对挠度的影响也有所不同,提出了一个FRP布的修正系数。最后,本文从相关试验中收集了16组矩形截面和6组T型截面分别用CFRP或GFRP加固试件的试验数据,用此方法来计算这些试件在承受荷载后的跨中挠度,并将计算结果与试验结果作对比,结果基本吻合,验证了该方法的精确性,可以用于实际工程中加固梁的挠度验算。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 结构加固的目的和意义
• 1.2 传统的补强加固方法
• 1.2.1 加大截面加固法
• 1.2.2 外包钢加固法
• 1.2.3 预应力加固法
• 1.2.4 粘钢加固法
• 1.2.5 玻璃钢加固法
• 1.2.6 喷射混凝土加固法
• 1.3 FRP布加固混凝土结构的研究现状简介
• 1.3.1 国外纤维布加固钢筋混凝土结构研究现状
• 1.3.2 国内纤维布加固钢筋混凝土结构研究现状
• 1.4 FRP布加固梁挠度计算研究现状
• 1.5 论文主要工作
• 第二章 FRP材料的性能和应用
• 2.1 材料简介
• 2.1.1 FRP材料的成型工艺及分类
• 2.1.2 FRP材料的物理与力学性能
• 2.1.3 树脂
• 2.2 片材的选择
• 2.3 施工方法
• 2.3.1 加固施工工作程序
• 2.3.2 施工步骤
• 2.3.3 施工质量要求及注意事项
• 2.4 FRP在结构加固工程中应用领域
• 2.4.1 抗弯补强
• 2.4.2 抗剪补强
• 2.4.3 约束混凝土
• 2.5 加固梁的破坏模式
• 第三章 加固梁挠度计算的研究分析
• 3.1 各规范推荐的刚度计算公式
• 3.1.1 国内规范推荐的计算公式
• 3.1.2 国外规范推荐的计算公式
• 3.2 已有的加固梁的研究方法
• 3.2.1 换算FRP为钢筋法
• 3.2.2 分段考虑受力过程法
• 第四章 加固梁挠度实用计算方法
• 4.1 基本假定
• 4.2 ACI对混凝土梁和FRP筋梁挠度计算的建议
• 4.2.1 ACI318对于混凝土梁的挠度计算建议
• 4.2.2 ACI440对于FRP筋梁的挠度计算建议
• 4.3 加固梁挠度的计算方法的提出
• 4.4 试验论证
• 第五章 结论与展望
• 5.1 结论
• 5.2 展望
• 参考文献
• 论文发表情况
• 致谢