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，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。針對這一問題，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，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)力計算公式，計算主要影響因素對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支組合梁的彈性抗彎承載力和極限承載力的計算公式；
　　 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算公式，并計算分析連接剛度、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；
　　 通過分析混凝土徐變理論及計算方法，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、滑移等計算模型，探討了混凝土徐變效應(yīng)對組合梁內(nèi)力及變形等影響，以及相對濕度、混凝土強(qiáng)度等級等設(shè)計參數(shù)對組合梁的內(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程分析程序，計算得到了組合梁的彎矩（荷載）一曲率（變形）關(guān)系曲線，計算分析混凝土強(qiáng)度、含鋼率、預(yù)應(yīng)力等對組合梁的變形和承載力的影響；
　　 利用ANSYS計算分析程序?qū)︻A(yù)應(yīng)力CFRP布鋼箱梁與混凝土組合梁的整個受力過程進(jìn)行數(shù)值模擬。計算分析了施加預(yù)應(yīng)力階段、混凝土開裂、鋼梁下翼緣屈服、極限狀態(tài)時的混凝土和鋼梁的應(yīng)力與應(yīng)變狀態(tài)，以及組合