【摘 要】
:
纤维增强复合材料(Fiber Reinforced Polymer,FRP)以其轻质高强、优异的力学、以及耐久性能良好等效果,已被广泛应用于混凝土结构的修补加固工程中。在改善和增强混凝土结构的耐久性等方面,FRP的研究与应用也已经成为海内外学者研究的热点和重要的拓展方向之一。但是随着研究的不断深入,国内外的研究学者发现,FRP作为加固材料,在使用传统外贴方式进行加固时,通常采用有机树脂作为粘结剂,
【基金项目】
:
国家自然科学基金项目:“考虑锈胀作用与剪切模式的钢筋混凝土梁FRP抗剪加固机理及模拟”(项目批准号:51678365)、“FRP直筋/网格箍-混凝土梁的力学性能试验研究及设计理论”(项目批准号:51878415)和“FRP-超轻质混凝土-不锈钢夹芯组合管疲劳失效机理及设计方法研究”(项目批准号:51978407);
论文部分内容阅读
纤维增强复合材料(Fiber Reinforced Polymer,FRP)以其轻质高强、优异的力学、以及耐久性能良好等效果,已被广泛应用于混凝土结构的修补加固工程中。在改善和增强混凝土结构的耐久性等方面,FRP的研究与应用也已经成为海内外学者研究的热点和重要的拓展方向之一。但是随着研究的不断深入,国内外的研究学者发现,FRP作为加固材料,在使用传统外贴方式进行加固时,通常采用有机树脂作为粘结剂,导致FRP与混凝土界面粘接性能较差,容易剥离,且耐高温性能差等问题。针对上述存在的问题,本课题旨在提出一种早强高效复合修补加固层,开发以硫铝酸盐水泥(Sulphoaluminate Cement,简称SAC)为基体的纤维水泥基复合材料(Engineered Cementitious Composites,简称ECC),利用其早期强度高、延性好的性能,与FRP网格布协同工作,成为一种新型复合加固层,用于修补加固既有钢筋混凝土结构。以ECC材料代替有机树脂作为粘结材料,有效避免了有机粘结剂耐久性差的问题。选择硫铝酸盐水泥的原因在于,相比于普通硅酸盐水泥,硫铝酸盐水泥具有更好的早期强度和耐久性能。基于以上想法,本文对FRP网格布增强SAC-ECC复合材料基本力学性能及其加固钢筋混凝土梁抗弯性能进行了试验和理论研究,主要内容有以下几个部分:1.本文的第一部分通过对比不同种类纤维的掺入对SAC-ECC拉伸性能的影响,确定了在FRP-ECC复合加固体系中能保证与FRP有效协同工作的ECC基体材料的最优配合比。2.为了了解FRP网格布增强SAC-ECC复合板在单轴拉伸试验和四点弯曲试验下的受力性能和破坏形态,进行了复合板基本材性试验,考察了复合板中不同FRP网格增强率、不同FRP增强基体以及不同龄期SAC-ECC等因素对复合板力学性能的影响。试验结果表明:对于FRP-ECC复合板,其破坏形态为中间层FRP发生断裂破坏,说明FRP被充分利用。FRP-ECC复合板在FRP“一分为二”断开后仍具有比普通ECC(对照组)更明显的应变硬化效果,可以承受更大的拉伸荷载。3.本文针对不同复合层加固钢筋混凝土梁的抗弯性能进行了研究,并对试验梁的破坏状态、荷载-挠度曲线、平截面应变和复合层应变,以及梁上的裂缝开展等参数进行分析。试验结果表明,FRP-ECC加固层与混凝土界面粘结良好,未出现加固层剥离现象。同时,FRP-ECC加固层对于控制钢筋混凝土梁的裂缝开展效果显著,有利于结构的耐久性。4.本文最后对FRP-ECC复合层加固钢筋混凝土梁的极限承载力建立了计算模型,该模型基于钢筋混凝土梁受弯构件正截面承载力的计算假定,以及对FRP-ECC复合板进行的拉伸材性试验得出的复合层本构关系。通过对比计算值和试验值,其误差值不超过3%,说明该计算模型用于对复合层加固钢筋混凝土构件的最大承载力计算具有较高精度。
其他文献
我国的老龄化问题随着社会发展而不断突出,为满足现有发展阶段的养老需求,居家养老社区养老已经成为我国主导的养老形态。考虑到我国城市化的程度与进程,在封闭式居住小区居住成为我国老年人主导的居住模式。在该模式中,既有小区在设计建造时缺少对老年人的关照,这使得老年人的特殊需求与社区外部环境设计的不合理之间的矛盾日益尖锐。本文聚焦于视知觉角度,试图从人对于环境的视觉认知角度出发,探讨在老年人视知觉能力退行的
在建筑产业化持续推进的进程中,装配式体系、集成化体系、钢结构建筑的发展使得轻型钢结构模块化建筑备受越来越多的关注并促进了其在城市工程项目的应用。面对城市中青年群体对居住的迫切需求,现有的青年公寓在制度管理方面尚未健全,居住质量得不到完全保障和更新,因此本文提出用轻型钢结构模块化的设计建造手段对青年公寓进行系统构建和功能应用方面的探究。轻型钢结构模块具有轻质、灵活、独立的特点,标准化生产和装配式建造
长江自古以来一直都是中国的经济重心,皖江是长江在安徽境内的一段区域,古代由于皖江及其支流水系(简称皖江系)的水运系统形成了许多传统商业街巷,现如今由于城镇化的快速发展以及老建筑年久失修,传统商业建筑受到了极大的破坏,商业街巷特色逐渐失去,传统街道也逐渐消失。本人想通过对皖江传统商业街进行一次系统的调研,试图为皖江地区商业街区的适应性保护和有机更新提供理论支撑。皖江地区位于安徽省中部地区,皖江文化一
光镊在微观领域有着杰出的贡献,是实现微纳颗粒捕获与操纵的重要技术手段,其基本原理为光与物质之间动量传递的力学效应,广泛用于生物及医学、化学、物理等领域。光镊在光场中形成能捕获微纳颗粒的的三维势阱,具有无标记、非接触、无损伤、实时检测等特点。表面增强拉曼光谱技术(Surface-enhanced Raman scattering,SERS)是一种利用金属纳米结构的电磁场局域能力和增强能力实现拉曼信号
单晶光纤是一种介于传统体块状激光晶体与石英光纤之间的增益介质,制备出单晶光纤的原料通常是成熟的激光晶体,例如Yb:YAG、Nd:YAG、Ho:YAG等。单晶光纤一方面继承了传统光纤大长径比的优势,相比于传统的体块状晶体它对泵浦光有波导作用,提高了泵浦效率;另一方面相比于石英光纤,它具有更高的热导率,更小的非线性效应系数(SBS),在理论上单晶光纤的极限输出功率更高。本文选择了0.2%,0.5%掺杂
飞秒光学频率梳是继超短脉冲激光问世之后激光技术领域的又一重大突破。它是由“锁模激光器”产生的一种超短脉冲(飞秒量级)的新型激光光源。如果能对飞秒激光脉冲的重复频率和载波包络偏移频率进行精密控制,根据傅里叶变换,在频域上可得到分布均匀、位置固定的且光谱范围极宽的一系列梳状谱线,即“光梳”。由于光纤激光器的锁模方式分为主动锁模和被动锁模,本论文探讨被动锁模。实现被动锁模的主要技术手段包括利用可饱和吸收
(本论文为设计专题研究论文,成果包括两大部分:第一部分为设计研究报告、第二部分为设计成果。)随着节约型社会的建设,我国的城市发展正在从过去粗放型的发展模式转向存量型的发展模式。伴随着城市中可建设用地的紧缺,如何发挥已有存量的土地资源,如何完成已建设用地的可持续更新尤为重要。回顾过去几十年,城中村作为城市更新的重要对象,经历了从大规模拆除重建为主到拆除重建、综合整治、功能置换等多种模式的推出,城中村
微细电火花加工技术因其宏观切削力小而被广泛地应用于微孔和三维微结构的加工。微细电火花加工三维微结构的主流技术是通过具有简单截面形状的微细电极进行逐层扫描放电加工。该技术可以加工各种复杂的三维微结构,但是该方法同样存在微细电极损耗严重、三维微结构的加工效率低等缺点。针对上述技术瓶颈,本文提出一种基于薄片队列微电极的三维微细电火花加工工艺。以三维微结构为依据,该工艺设计三维微电极并将其离散成一组薄片队
在过去的20世纪,建筑的快速发展消耗了大量的土地和水资源,给生态环境带来了极大的负荷,建筑的绿色化发展将成为必然的趋势。绿色建筑的概念虽然早已进入人们的视野中,但多数研究者们只是将注意力集中在绿色技术的发展和集成方面,在绿色建筑的地域性呈现方面缺乏广泛的研究。客家民居是具有明显地域特征的民居,它是前人经过长期的实践经验累积形成的产物,是挖掘具有地域性特征的绿色设计方法和策略的源泉。将客家民居中的绿
钢筋混凝土结构在建筑结构中应用非常广泛,由于服役环境的多样性和混凝土结构孔隙的不均匀性,极易引起内部钢筋的不均匀锈蚀从而降低建筑结构的使用寿命,造成巨大的经济财产损失。统计研究锈蚀钢筋的表观形貌的特征及其对锈蚀钢筋力学性能退化的影响有利于我们评估混凝土结构的耐久性,本文主要工作和研究成果如下:本文通过半浸入法通电加速锈蚀混凝土中的钢筋为样本,基于三维扫描技术和MATLAB平台获取了锈蚀钢筋的平均(