預(yù)應(yīng)力CFRP布加固鋼箱梁與混凝土組合梁力學(xué)性能.pdf

1、纖維增強(qiáng)復(fù)合材料(Fiber Reinforced Polymer，F(xiàn)RP)具有強(qiáng)度高、質(zhì)量輕、抗疲勞、耐腐蝕及施工方便等優(yōu)點(diǎn)。已經(jīng)在土木工程領(lǐng)域很多工程中得到應(yīng)用，特別在加固混凝土結(jié)構(gòu)中顯示獨(dú)特的優(yōu)越性。國(guó)內(nèi)外研究表明，利用FRP布加固鋼筋混凝土和鋼結(jié)構(gòu)受彎構(gòu)件時(shí)，F(xiàn)RP的高強(qiáng)度特點(diǎn)在混凝土受拉鋼筋或鋼結(jié)構(gòu)受拉邊緣屈服以前所起的作用是有限的，僅在混凝土梁中受拉鋼筋屈服或鋼結(jié)構(gòu)受拉區(qū)屈服后才得以發(fā)揮。針對(duì)這一問(wèn)題，將傳統(tǒng)預(yù)應(yīng)力技術(shù)與FR

2、P加固技術(shù)相結(jié)合，能更進(jìn)一步提高結(jié)構(gòu)的承載力和剛度，減小組合梁的變形，在受拉區(qū)城引入壓應(yīng)力而減小了疲勞破壞，并使FRP布抗拉強(qiáng)度得以充分應(yīng)用，材料使用更加充分。目前，對(duì)利用CFRP布加固梁式鋼結(jié)構(gòu)和鋼與混凝土組合梁的研究尚比較少見(jiàn)，為此，作者研究了預(yù)應(yīng)力CFRP布加固鋼箱梁與混凝土組合梁的力學(xué)性能研究。
　　 在分析國(guó)內(nèi)外研究CFRP加固混凝土結(jié)構(gòu)和鋼結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，提出利用預(yù)應(yīng)力CFRP布加固鋼箱梁與混凝土組合梁的方法，建立施加

3、預(yù)應(yīng)力階段的CFRP布與鋼梁界面粘結(jié)力計(jì)算公式，計(jì)算主要影響因素對(duì)界面剪力的影響及界面剪力沿組合梁分布；分析預(yù)應(yīng)力CFRP布鋼箱梁與混凝土組合梁的工作性能，建立施加預(yù)應(yīng)力階段、施工階段及消壓階段的彈性受力分析模型，建立預(yù)應(yīng)力CFRP布鋼箱梁與混凝土簡(jiǎn)支組合梁的彈性抗彎承載力和極限承載力的計(jì)算公式；
　　 利用彈性理論，建立預(yù)應(yīng)力CFRP布鋼箱梁與混凝土板界面滑移計(jì)算公式，分別利用附加變形法和彈性理論建立了組合梁的變形計(jì)算公式，分

4、別利用彈力理論和變分理論建立了組合界面剪力計(jì)算公式，并計(jì)算分析連接剛度、荷載作用大小及預(yù)應(yīng)力CFRP布內(nèi)力增量等對(duì)組合梁的界面滑移、組合梁變形及組合界面剪力的影響；
　　 通過(guò)分析混凝土徐變理論及計(jì)算方法，根據(jù)預(yù)應(yīng)力CFRP布鋼箱梁與混凝土組合梁的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，建立了考慮混凝土徐變效應(yīng)影響下的組合梁的內(nèi)力、變形、滑移等計(jì)算模型，探討了混凝土徐變效應(yīng)對(duì)組合梁內(nèi)力及變形等影響，以及相對(duì)濕度、混凝土強(qiáng)度等級(jí)等設(shè)計(jì)參數(shù)對(duì)組合梁的內(nèi)力、變形及

5、界面滑移的影響；
　　 采用合成法，編制了預(yù)應(yīng)力CFRP布鋼箱梁與混凝土組合梁非線性全過(guò)程分析程序，計(jì)算得到了組合梁的彎矩（荷載）一曲率（變形）關(guān)系曲線，計(jì)算分析混凝土強(qiáng)度、含鋼率、預(yù)應(yīng)力等對(duì)組合梁的變形和承載力的影響；
　　 利用ANSYS計(jì)算分析程序?qū)︻A(yù)應(yīng)力CFRP布鋼箱梁與混凝土組合梁的整個(gè)受力過(guò)程進(jìn)行數(shù)值模擬。計(jì)算分析了施加預(yù)應(yīng)力階段、混凝土開裂、鋼梁下翼緣屈服、極限狀態(tài)時(shí)的混凝土和鋼梁的應(yīng)力與應(yīng)變狀態(tài)，以及組合