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冲击荷载下CFRP加固无腹筋混凝土梁动态抗剪性能试验研究

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摘要

插图索引

附表索引

第1章 绪论

1.1 研究背景

1.2 混凝土梁抗冲击性能研究

1.3 FRP加固钢筋混凝土梁的研究现状

1.3.1 抗弯加固

1.3.2 抗剪加固

1.4 课题研究的意义

1.5 本文主要研究内容及成果

1.5.1 研究内容

1.5.2 研究成果

第2章 CFRP加固无腹筋钢筋混凝土梁在静载下的受剪性能试验研究

2.1 引言

2.2 试验概况

2.2.1 试验设计

2.2.2 试验制作

2.2.3 材料性能试验

2.3 试验方案

2.3.1 试验装置及加载方式

2.3.2 测点布置及量测内容

2.3.3 试验仪器设备

2.4 试验结果与分析

2.4.1 试验现象及破坏特征

2.4.2 荷载-挠度曲线

2.4.3 梁底纵筋应变

2.4.4 梁跨中混凝土截面应变

2.4.5 CFRUb布U形箍应变

2.4.6 粘贴CFRP对梁的裂缝形态影响

2.4.7 粘贴CFRP对梁的受剪承载力影响

2.5 小结

第3章 CFRP加固无腹筋钢筋混凝土梁在冲击荷载下的受剪性能试验研究

3.1 概述

3.2 试验概况

3.3 试验方案

3.3.1 试验装置及加载方式

3.3.2 测点布置及量测内容

3.3.2 冲击试验仪器设备

3.4 试验结果与分析

3.4.1 冲击荷载作用下梁裂缝发展过程

3.4.2 冲击力、支座反力和跨中位移时程曲线

3.4.3 加速度响应

3.4.4 跨中钢筋应变时程曲线

3.4.5 CFRP应变时程曲线

3.5 本章小结

第4章 静、动载试验结果对比分析

4.1 概述

4.2 静、动载试验数据的比较

4.3 冲击荷载作用下梁最终破坏形态

4.4 粘贴CFRP对梁的裂缝形态影响

4.5 冲击力(支座反力)-跨中位移曲线

4.6 惯性影响分析

4.7 梁抗冲击承载力讨论

4.8 本章小结

结论

总结

不足与展望

参考文献

致谢

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摘要

近年来,由于地震、爆炸和撞击等极端灾害造成的钢筋混凝土结构破坏,造成大量人员伤亡以及巨大的财产损失。碳纤维增强复合材料(CFRP)作为一种新型的加固材料具有多种优势,在工程实践中得到了快速发展。在冲击荷载作用下,结构受到复杂的应力波传播与惯性效应的影响,结构行为更复杂。在纤维复合材料增强混凝土结构中,少有加固无腹筋钢筋混凝土梁的抗冲击性能研究。钢筋混凝土梁在冲击荷载下的试验研究数量仍然非常有限,对冲击过程中惯性效应的研究也不够详细。因此,惯性效应成为了抗冲击行为研究的重点。本文采用梁式试验方法分别对静力荷载下和冲击荷载作用下的CFRP加固无腹筋钢筋混凝土梁的受剪性能进行了研究。本文的主要研究内容如下:
  (1)通过CFRP加固无腹筋混凝土梁在静力荷载作用下的试验,获得了荷载-挠度关系、跨中钢筋应变和CFRP条带应变分布情况,研究了不同CFRP条带粘贴间距对受剪承载力以及破坏模式的影响。
  (2)通过CFRP加固无腹筋混凝土梁在冲击荷载作用下的试验,研究了使用不同加固方式的混凝土梁在不同冲击速度和冲击能量下的裂缝形态及其发展过程以及冲击力、支座反力、跨中位移和梁的加速度。
  (3)通过对比分析静、动态试验结果,总结归纳得出CFRP加固冲击荷载下提供的受剪承载力以及耗能能力,为实际工程设计提供依据。

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