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聚乙烯醇纤维水泥砂浆加固RC梁抗剪性能试验研究

作　者: 尹鹏
导　师: 卜良桃
学　校: 湖南大学
专　业: 结构工程
关键词: 聚乙烯醇纤维砂浆 抗剪加固 二次受力 剪跨比 斜裂缝宽度
分类号: TU375.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要


聚乙烯醇纤维砂浆(PVA-ECC)加固法是一种新型的应用于混凝土结构及砌体结构加固补强方面的新技术。该加固方法依赖于聚乙烯醇纤维砂浆良好的物理力学性能,加之界面剂提供的原结构与加固层之间良好的粘结作用,从而使得原结构与加固层之间有良好的协同工作性能,达到好的加固补强效果。本文通过足尺构件进行了试验研究,对已有的研究成果进行补充完善。作为高韧性纤维砂浆钢筋网加固钢筋混凝土梁系列研究的一部分,本文提供了PVA-ECC钢筋网对钢筋混凝土梁进行抗剪加固的试验依据和理论分析。本文通过2根对比梁和4根加固梁的抗剪试验,研究了不同剪跨比及一、二次受力形式对加固梁极限承载力、破坏形态、斜裂缝宽度、挠度、箍筋应变等方面的影响。利用ANSYS软件进行非线性有限元分析,通过模拟试验结果与试验结果的对比,进一步分析和验证PVA-ECC加固方法的合理性及有效性。通过几种RC梁抗剪承载力的计算模型分析PVA-ECC加固法的加固机理。通过计算分析,给出简单实用的PVA-ECC加固RC梁的抗剪承载力计算公式,并与试验结果进行对比分析。最后分析了加固RC梁斜裂缝宽度的变化情况,并对斜裂缝宽度与对应特征荷载进行对比分析,从而通过斜裂缝宽度了解加固后的RC梁受力状态,便于实际工程中抗剪加固后构件受力状态的鉴定。

全文目录


摘要  5-6
Abstract  6-10
插图索引  10-12
附表索引  12-13
第1章 绪论  13-21
  1.1 研究背景及意义  13-15
  1.2 混凝土结构加固的一般方法  15-17
    1.2.1 增大截面加固法  15
    1.2.2 外加预应力加固法  15-16
    1.2.3 粘钢板加固法  16
    1.2.4 粘贴纤维复合材料加固法  16-17
    1.2.5 改变传力途径加固法  17
  1.3 PVA-ECC 钢筋网加固法的优点  17-18
    1.3.1 经济性好  17-18
    1.3.2 施工简单  18
    1.3.3 耐久性好  18
    1.3.4 耐高温性能好  18
  1.4 纤维复合材料的研究现状  18-19
  1.5 本文研究的主要内容  19-21
第2章 试验研究与分析  21-39
  2.1 材性试验  21-23
    2.1.1 PVA-ECC 的材料性能  21-23
    2.1.2 混凝土的材料性能  23
    2.1.3 钢筋的抗拉强度  23
  2.2 试验方案  23-27
    2.2.1 试验梁的设计与制作  23-24
    2.2.2 加固方法  24-25
    2.2.3 试验装置  25
    2.2.4 观测内容及方法  25-27
    2.2.5 加载方案  27
  2.3 试验结果  27-35
    2.3.1 第Ⅰ组试验梁的试验结果  27-30
    2.3.2 第Ⅱ组试验梁的试验结果  30-35
  2.4 试验结果分析  35-38
    2.4.1 破坏荷载分析  35
    2.4.2 箍筋应变分析  35-37
    2.4.3 挠度分析  37
    2.4.4 破坏形态分析  37-38
  2.5 本章小节  38-39
第3章 ANSYS 有限元分析  39-47
  3.1 ANSYS 软件简介  39-40
  3.2 建立模型  40-44
    3.2.1 单元类型  40
    3.2.2 材料属性及本构关系  40-42
    3.2.3 单元的划分  42-43
    3.2.4 荷载与边界条件  43-44
    3.2.5 有限元方程求解  44
  3.3 计算结果及分析  44-46
    3.3.1 B2 计算结果  44-45
    3.3.2 B5 计算结果  45-46
  3.4 本章小结  46-47
第4章 加固梁抗剪承载力的理论分析  47-64
  4.1 RC 梁抗剪承载力计算模型的简单介绍  47-49
    4.1.1 古典桁架模型  47-48
    4.1.2 压力场理论  48
    4.1.3 桁架－拱理论  48-49
    4.1.4 桁架＋拱模型  49
    4.1.5 极限平衡理论  49
  4.2 PVA-ECC 加固RC 梁剪压破坏抗剪承载力理论分析  49-61
    4.2.1 桁架－拱模型的组成  50
    4.2.2 加固RC 梁的桁架模型  50-54
    4.2.3 加固梁的拱模型  54-56
    4.2.4 加固梁的抗剪承载力理论计算公式  56-57
    4.2.5 二次受力加固梁的理论计算公式  57-60
    4.2.6 理论计算公式与试验结果的对比  60-61
  4.3 加固机理分析  61-63
    4.3.1 加固箍筋的作用机理  61-62
    4.3.2 加固水平纵筋的作用机理  62
    4.3.3 纤维砂浆的作用机理  62-63
  4.4 本章小结  63-64
第5章 斜裂缝宽度和特征荷载分析  64-69
  5.1 斜裂缝宽度变化分析  64-67
    5.1.1 一次受力加固梁与对比梁  64-65
    5.1.2 二次受力加固梁与对比梁  65-66
    5.1.3 一次与二次受力加固梁  66-67
  5.2 斜裂缝宽度与对应特征荷载分析  67-68
  5.3 本章小节  68-69
结论与展望  69-70
参考文献  70-73
致谢  73-74
附录A 攻读学位期间所发表的学术论文目录  74-75
附录B 攻读学位期间参加的科研项目  75

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中图分类: > 工业技术 > 建筑科学 > 建筑结构 > 混凝土结构、钢筋混凝土结构 > 钢筋混凝土结构 > 梁
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