HPFL加固混凝土梁界面性能的研究

论文摘要

高性能水泥复合砂浆钢筋网(HPFL)加固混凝土结构,是指对混凝土构件进行表面处理后,铺设钢筋网,再粉抹或浇注高性能水泥复合砂浆,使加固层与原构件共同工作,达到提高待加固混凝土构件的工作性能、极限承载力的目的的一种加固方法。本文对HPFL加固材料的材料性能以及加固层与混凝土基材之间的界面层材料性能进行了系统的研究。试验结果表明剪切销钉的使用可以明显地提高界面层抗拉/剪强度,采用剪切销钉增强的界面层可以满足传递加固层承载力的要求。本文对用HPFL加固的钢筋混凝土梁进行了试验研究。试验包括2根HPFL加固的一次受力试件、2根对比试件。试验的主要目的是研究界面层抗拉、抗剪强度对HPFL加固的混凝土梁工作性能、极限承载力、破坏形态的影响程度与规律。试验结果表明界面层抗拉、抗剪强度对HPFL能否提高混凝土梁试件极限承载能力至关重要,在界面层抗拉、抗剪强度足够的条件下,HPFL可以明显地提高钢筋混凝土梁的工作性能以及极限承载力。为量化不同界面层抗拉/剪强度对HPFL加固的钢筋混凝土梁极限承载力的影响程度,本文提出了反映加固层材料强度利用程度参数:加固层受力参与系数(?)。同时采用有限元软件ANSYS对加固层受力参与系数(?)在不同剪跨比、不同加固层配筋条件下与界面层抗拉/剪强度的相关关系进行了有限元模拟分析,提出了HPFL加固的混凝土梁构件对界面层强度的基本要求。最后,本文给出了HPFL加固混凝土梁施工工艺和工程实例。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 研究混凝土结构加固技术的意义
• 1.2 高性能水泥复合砂浆钢筋网材料简介
• 1.2.1 复合材料的定义
• 1.2.2 钢筋网水泥复合砂浆材料
• 1.3 钢筋（丝）网水泥复合砂浆加固混凝土结构国内外研究动态
• 1.4 HPFL加固法与碳纤维增强塑料（CFRP）加固法性能比较
• 1.4.1 加固层材性比较
• 1.4.2 耐腐蚀性、耐久性比较
• 1.4.3 防火、耐高温性能比较
• 1.4.4 相容性、协调性比较
• 1.4.5 施工简易程度、经济适用性比较
• 1.5 本文研究的主要内容
• 第2章 加固材料性能试验研究
• 2.1 HPFL材料性能试验研究
• 2.1.1 HPFL材料组成
• 2.1.2 HPFL材料抗压性能试验
• 2.1.3 HPFL材料抗拉性能试验
• 2.2 界面性能试验研究
• 2.2.1 界面材料组成
• 2.2.2 界面受拉性能试验
• 2.2.3 界面弯拉性能试验
• 2.2.4 界面抗剪性能试验
• 2.3 剪切销钉性能试验研究
• 2.3.1 试件设计与制作
• 2.3.2 试验结果
• 2.4 小结
• 第3章 混凝土梁HPFL抗弯加固界面性能试验方案及试验结果
• 3.1 试件设计与制作
• 3.2 加固形式
• 3.3 加载装置
• 3.4 数据量测
• 3.4.1 挠度测量
• 3.4.2 应变测量
• 3.4.3 裂缝观察
• 3.5 试验结果
• 3.5.1 受弯试件A1试验结果
• 3.5.2 受弯试件A2试验结果
• 3.6 小结
• 第4章 混凝土梁HPFL抗剪加固界面性能试验方案及试验结果
• 4.1 试件设计与制作
• 4.2 加固形式
• 4.3 加载装置
• 4.4 数据量测
• 4.5 试验结果
• 4.5.1 受剪试件B1试验结果
• 4.5.2 受剪试件B2试验结果
• 4.6 小结
• 第5章 HPFL加固混凝土梁界面性能试验结果对比及机理分析
• 5.1 试验结果对比分析
• 5.2 混凝土梁HPFL抗弯加固界面层作用机理分析
• 5.2.1 混凝土构件抗弯机理分析
• 5.2.2 混凝土梁HPFL抗弯加固界面层作用机理分析
• 5.3 混凝土梁HPFL抗剪加固界面层作用机理分析
• 5.3.1 国内外抗剪理论研究的综述
• 5.3.2 混凝土梁HPFL抗剪加固界面层作用机理分析
• 第6章 HPFL加固混凝土梁界面性能有限元分析
• 6.1 商业有限元软件ANSYS简介
• 6.2 基本假定
• 6.3 建立模型
• 6.3.1 参数设计
• 6.3.2 单元选取
• 6.3.3 单元的使用
• 6.3.4 有限元建模与网格划分
• 6.4 加载与求解
• 6.4.1 设定求解控制选项卡
• 6.4.2 计算终止条件
• 6.4.3 通用后处理器
• 6.5 计算结果
• 6.6 结果分析
• 6.6.1 A组试件计算结果分析
• 6.6.2 B组试件计算结果分析
• 6.7 小结
• 第7章 施工工艺与工程实例
• 7.1 施工工艺
• 7.1.1 构件表面处理
• 7.1.2 植入销钉
• 7.1.3 焊接钢筋网
• 7.1.4 涂抹界面剂
• 7.1.5 涂抹砂浆
• 7.2 工程实例
• 7.2.1 工程概况
• 7.2.2 加固方法的选择
• 7.3 施工过程
• 7.4 技术经济效果评定
• 结论
• 参考文献
• 附录A （攻读硕士学位期间所发表的学术论文目录）
• 致谢