碳纤维布加固砌体结构抗震性能试验研究及理论分析

碳纤维布加固砌体结构抗震性能试验研究及理论分析

论文摘要

纤维加固技术在混凝土结构中的研究与应用已日渐成熟,而在砌体结构方面还处于探索阶段,要推广应用并颁布相关技术规程仍有大量的基础研究工作要做。砌体结构由于其材料的脆性性质,抗震性能较差。随着使用年龄的增加和抗震设防标准的提高,砌体房屋的抗震加固问题日益突出。国内大量存在的砌体房屋以及世界范围内分布的各种历史优秀建筑都亟需进行修复、加固和保护,因此对纤维加固砌体结构的研究具有十分重要的现实意义。目前,国内对纤维加固砌体结构的研究刚起步,研究范围较窄、试验量较少。国外,尤其是欧洲,纤维加固砌体房屋的工程实例不少,但经检索尚鲜见系统的试验研究和理论探讨。本文对碳纤维布加固砌体结构进行了一次全面的探索性研究,针对不同类型的砌体结构进行试验研究、承载力计算及有限元分析等三个方面的探讨,提出了一些崭新的思路和方法:1对16片砖墙及7根砖柱进行碳纤维布加固试验,分别研究了不同类型的墙片在水平低周期往复荷载作用下的抗震性能,以及砖柱在轴心与偏心受压下的抗压性能,对比分析了加固前后试件的受力性能与变形特征,并对不同加固方案的效果进行了分析比较。试验结果证明,采用碳纤维布加固后的砌体墙,其开裂荷载、极限荷载、延性与耗能等指标提高明显;砌体柱抗压性能也有一定程度提高,但幅度不大。其中,历史建筑的碳纤维布加固、墙体弯拉破坏的底部锚固、窗洞粘贴碳纤维布方式、带门洞墙体加固方法、砌体柱须满包等均反映了本文的一些新的思路。2在试验研究的基础上,分别对不同类型墙体建立了简化计算模型,并提出了加固计算公式。通过计算分析与试验数据的对比,证明本文公式计算结果可以较好地与试验数据吻合,并具有一定安全裕度,可以应用于实际工程设计。其中,对开洞墙体建立的计算模型和公式体现了简洁适用的计算特点。3在试验研究的基础上,通过有限元分析,探讨了开窗洞墙体和未开洞墙体的加固效果,并对未开洞墙体进行了不同高宽比的探讨。有限元分析中,本文并未简单地运用已有程序作过程分析与运算,而是针对砌体结构的特征,用接触单元模拟砂浆作用,建立砖块、砂浆离散模型,对砌体结构有限元分析进行了有意义的探索。最后,在总结论文工作的基础上,提出了本课题尚待解决的问题。

论文目录

  • 摘要
  • Abstract
  • 第一篇 碳纤维布加固砌体结构试验研究
  • 第1章 绪论
  • 1.1 砌体结构概述
  • 1.1.1 砌体结构的发展
  • 1.1.2 砌体结构的特点
  • 1.2 砌体结构加固
  • 1.2.1 引言
  • 1.2.2 砌体结构的加固方法
  • 1.2.3 加固结构的受力特征
  • 1.3 碳纤维布加固技术
  • 1.3.1 碳纤维布的材料性能
  • 1.3.2 粘结材料性能
  • 1.3.3 碳纤维加固的特点
  • 1.3.4 碳纤维加固技术在国外的研究与应用现状
  • 1.3.5 碳纤维加固技术在国内的研究与应用现状
  • 1.4 本文的研究意义
  • 1.5 本文的研究内容
  • 1.5.1 试验研究
  • 1.5.2 有限元分析
  • 1.5.3 抗剪承载力计算分析
  • 第2章 碳纤维布加固墙体试验研究(Ⅰ)
  • 2.1 试验目的
  • 2.2 试件设计与制作
  • 2.3 试件加固方案与材料性能
  • 2.4 试验装置、加载制度与测点布置
  • 2.4.1 试验装置
  • 2.4.2 试验加载制度
  • 2.4.3 测点布置
  • 2.5 试件破坏过程及破坏形态
  • 2.5.1 模型A
  • 2.5.2 模型B
  • 2.5.3 模型C
  • 2.6 试验结果分析
  • 2.6.1 开裂荷载和极限荷载
  • 2.6.2 滞回曲线和骨架曲线
  • 2.6.3 延性分析
  • 2.6.4 强片耗能
  • 2.6.5 碳纤维布应变分析
  • 2.7 试验总结
  • 第3章 碳纤维布加固墙体试验研究(Ⅱ)
  • 3.1 试验目的
  • 3.2 试件设计与制作
  • 3.3 试件加固方案与材料性能
  • 3.4 试验装置、加载制度与测点布置
  • 3.4.1 试验装置
  • 3.4.2 试验加载制度
  • 3.4.3 测点布置
  • 3.5 试件破坏过程及破坏形态
  • 3.5.1 模型A
  • 3.5.2 模型B
  • 3.6 试验结果分析
  • 3.6.1 开裂荷载和极限荷载
  • 3.6.2 滞回曲线和骨架曲线
  • 3.6.3 刚度退化
  • 3.6.4 墙片耗能
  • 3.6.5 碳纤维布应变分析
  • 3.7 试验总结
  • 第4章 碳纤维布锚固墙体端部试验研究(Ⅲ)
  • 4.1 试验目的
  • 4.2 试件设计与制作
  • 4.3 试件加固方案及材料性能
  • 4.4 试验装置、加载制度与测点布置
  • 4.4.1 试验装置与加载制度
  • 4.4.2 测点布置
  • 4.5 试件破坏过程及破坏形态
  • 4.5.1 试件W1(对比墙体)
  • 4.5.2 试件W2(加固墙体)
  • 4.5.3 试件W3(加固墙体)
  • 4.6 试验结果分析
  • 4.6.1 裂缝状态
  • 4.6.2 开裂荷载和极限荷载
  • 4.6.3 滞回曲线和骨架曲线
  • 4.6.4 碳纤维布应变
  • 4.7 试验总结
  • 第5章 碳纤维布加固砖柱试验研究(Ⅳ)
  • 5.1 试验目的
  • 5.2 试件设计与制作
  • 5.3 试件加固方案及材料性能
  • 5.4 试验装置、加载制度与测点布置
  • 5.4.1 试验装置与加载制度
  • 5.4.2 加载制度
  • 5.4.3 测点布置
  • 5.5 试验结果与分析
  • 5.5.1 轴压试件试验结果
  • 5.5.2 轴压试件破坏机理分析
  • 5.5.3 偏压试件试验结果
  • 5.5.4 偏压试件破坏机理分析
  • 5.5.5 碳纤维布的锚固和粘贴
  • 5.6 试验总结
  • 第二篇 碳纤维布加固砌体结构计算分析
  • 第6章 碳纤维布加固墙体抗剪性能研究
  • 6.1 引言
  • 6.2 砌体墙的抗剪性能
  • 6.2.1 影响砌体抗剪强度的因素
  • 6.2.2 构造柱对砌体墙体抗剪强度的影响
  • 6.3 砌体抗剪强度计算理论及公式概述
  • 6.3.1 砌体抗剪强度计算理论及公式的发展
  • 6.3.2 主拉应力理论公式
  • 6.3.3 剪摩破坏理论公式
  • 6.3.4 变系数剪摩破坏理论公式
  • 6.3.5 拉摩强度理论公式
  • 6.4 碳纤维布加固墙体计算模型及公式
  • 6.4.1 未开洞实心墙体加固计算模型及公式
  • 6.4.2 开窗洞墙体加固计算模型及公式
  • 6.4.3 开门洞墙体加固计算模型及公式
  • 6.5 墙体抗震受剪承载力计算
  • 6.5 1 未加固墙体抗震受剪承载力计算
  • 6.5 2 碳纤维布加固墙体抗震受剪承载力计算
  • 6.6 试验研究及理论分析成果的工程应用概况及其他
  • 6.7 结论
  • 第7章 碳纤维布加固墙体有限元分析
  • 7.1 引言
  • 7.2 有限元模型
  • 7.2.1 前言
  • 7.2.2 有限元模型概况
  • 7.2.3 砖块单元
  • 7.2.4 砂浆灰缝单元
  • 7.2.5 碳纤维布单元
  • 7.2.6 破坏准则
  • 7.3 有限元计算结果及分析
  • 7.3.1 开窗洞墙体
  • 7.3.2 未开洞实心墙体
  • 7.4 结论
  • 第8章 结论与展望
  • 8.1 结论
  • 8.2 展望
  • 参考文献
  • 本人博士在读期间发表论文目录
  • 课题研究所发表论文目录
  • 在读期间参加的研究项目
  • 致谢
  • 相关论文文献

    • [1].碳纤维布加固砌体墙有限元分析[J]. 工程抗震与加固改造 2017(01)
    • [2].碳纤维布加固后对混凝土桥梁受弯性能的影响研究[J]. 科技创新与应用 2016(27)
    • [3].谈碳纤维布加固钢筋混凝土柱[J]. 山西建筑 2016(27)
    • [4].碳纤维布加固渡槽的优化设计[J]. 广东水利水电 2019(12)
    • [5].建筑物震害分析及碳纤维布加固技术研究[J]. 山西建筑 2016(36)
    • [6].碳纤维布加固桥梁的设计理论研究解析[J]. 智能城市 2016(07)
    • [7].碳纤维布加固施工技术[J]. 价值工程 2013(25)
    • [8].碳纤维布加固混凝土柱的研究与实践[J]. 江苏建筑 2011(03)
    • [9].碳纤维布加固补强受力分析与设计计算[J]. 黑龙江交通科技 2010(04)
    • [10].碳纤维布加固混凝土结构技术[J]. 山西建筑 2010(16)
    • [11].浅谈碳纤维布加固旧桥施工工艺[J]. 黑龙江交通科技 2010(02)
    • [12].碳纤维布加固钢筋混凝土结构的发展[J]. 山西建筑 2009(16)
    • [13].碳纤维布加固技术在旧桥维修中的应用[J]. 交通标准化 2008(13)
    • [14].碳纤维布加固体系构造及施工工艺[J]. 山西建筑 2008(02)
    • [15].碳纤维布加固技术在旧桥维修中的应用[J]. 交通标准化 2008(14)
    • [16].碳纤维布加固技术在水工结构中的应用[J]. 安徽水利水电职业技术学院学报 2008(04)
    • [17].碳纤维布加固混凝土结构技术及其应用探讨[J]. 山西建筑 2008(11)
    • [18].碳纤维布加固预应力混凝土空心板试验研究[J]. 辽宁工程技术大学学报(自然科学版) 2008(05)
    • [19].浅析碳纤维布加固砌体结构新技术[J]. 四川水泥 2016(01)
    • [20].不卸载时侧贴碳纤维布加固连续梁试验研究[J]. 后勤工程学院学报 2014(04)
    • [21].浅析水利工程建设中碳纤维布加固技术[J]. 陕西水利 2011(01)
    • [22].碳纤维布加固砖砌体结构抗震研究[J]. 中国农村水利水电 2010(05)
    • [23].均布荷载下碳纤维布加固双向板的试验研究[J]. 长江大学学报(自然科学版)理工卷 2010(01)
    • [24].碳纤维布加固锈蚀钢筋混凝土梁疲劳性能试验研究[J]. 土木工程学报 2010(07)
    • [25].碳纤维布加固钢筋混凝土梁的动力性能分析[J]. 混凝土 2009(07)
    • [26].碳纤维布加固技术[J]. 山西建筑 2008(04)
    • [27].应用碳纤维布加固钢筋混凝土柱的相关问题探讨[J]. 今日科苑 2008(04)
    • [28].不同卸载情况下碳纤维布加固钢筋混凝土板有限元分析[J]. 邯郸职业技术学院学报 2008(01)
    • [29].碳纤维布加固混凝土梁柱的研究与应用[J]. 铁道勘测与设计 2012(01)
    • [30].体外预应力+碳纤维布加固法试验分析[J]. 山西交通科技 2016(03)

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