CFRP板加固銹損鋼梁抗彎性能研究

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1、西安建筑科技大學(xué)碩士學(xué)位論文CFRP板加固銹損鋼梁抗彎性能研究專業(yè)：結(jié)構(gòu)工程碩士生：彭圣元指導(dǎo)教師：徐善華教授摘要鋼結(jié)構(gòu)因其材料強(qiáng)度高、塑性韌性好、材質(zhì)均勻、制造簡(jiǎn)便、施工周期短、結(jié)構(gòu)質(zhì)量輕等優(yōu)點(diǎn)而廣泛地應(yīng)用于各種土木工程領(lǐng)域，但長(zhǎng)期處于腐蝕環(huán)境下的鋼結(jié)構(gòu)工程，往往難以通過(guò)防護(hù)與構(gòu)造措施避免銹損，導(dǎo)致其承載性能退化。如何有效地加固銹損鋼結(jié)構(gòu)，提升其承載性能，是土木工程領(lǐng)域需解決的一個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題。本文以室外大氣中性鹽霧加速腐蝕鋼梁為對(duì)象，采用試驗(yàn)研究、數(shù)值模擬、理論分析相結(jié)合的方法，研究CFRP板加固銹損鋼梁受拉區(qū)對(duì)其抗彎性能提升

2、的機(jī)理，主要研究?jī)?nèi)容如下：開(kāi)展了6根簡(jiǎn)支鋼梁正截面抗彎承載性能試驗(yàn)（其中1根為未銹損鋼梁、1根為銹損鋼梁、4根為CFRP板加固的銹損鋼梁），研究鋼梁受拉區(qū)銹損程度、CFRP板預(yù)應(yīng)力度等參數(shù)對(duì)鋼梁抗彎性能的影響。結(jié)果表明：CFRP板可以有效提升銹損鋼梁承載力，CFRP板加固銹損鋼梁的破壞均為CFRP板的撕裂，且CFRP板斷裂位置大多發(fā)生在加載點(diǎn)位置，CFRP板加固銹損鋼梁破壞后CFRP板會(huì)產(chǎn)生5~10mm的縱向滑移；相對(duì)于非預(yù)應(yīng)力CFRP板加固銹損鋼梁，預(yù)應(yīng)力CFRP板加固后的銹損鋼梁承載力得到了大幅提升，15%fu預(yù)應(yīng)力CFR

3、P板加固銹損鋼梁的極限承載力提升了21%。根據(jù)CFRP板加固銹損鋼梁特點(diǎn)，建立了CFRP板加固銹損鋼梁有限元分析模型。在運(yùn)用試驗(yàn)結(jié)果對(duì)有限元分析模型進(jìn)行驗(yàn)證的基礎(chǔ)上，運(yùn)用有限元分析模型分析了CFRP板厚度、寬度、長(zhǎng)度、彈性模量對(duì)加固銹損鋼梁受彎承載性能的影響，探索CFRP板加固銹損鋼梁受拉區(qū)最佳參數(shù)，為CFRP板加固銹損鋼梁設(shè)計(jì)提供理論依據(jù)，從而進(jìn)一步完善既有鋼結(jié)構(gòu)加固設(shè)計(jì)理論。西安建筑科技大學(xué)碩士學(xué)位論文在試驗(yàn)研究與有限元分析的基礎(chǔ)上，建立了CFRP板加固銹損鋼梁承載力計(jì)算模型，模型計(jì)算結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果吻合較好。關(guān)鍵詞：銹損鋼

4、梁；CFRP板；加固；受彎性能。西安建筑科技大學(xué)碩士學(xué)位論文ExperimentalstudyonbendingresistanceofcorrodedsteelbeamsstrengthenedwithCFRPplateSpecialty:StructuralEngineeringName:PengShengyuanInstructor:Prof.XuShanhuaAbstractSteelstructuresarewidelyusedinvariouscivilengineeringfieldsbecauseoftheir

5、advantagesofhighmaterialstrength,goodplastictoughness,uniformmaterialquality,simplemanufacturing,shortconstructionperiod,andlightstructuralquality.However,steelstructuresthathavebeenexposedtocorrosiveenvironmentsforalongtimeavoidcorrosionresultinginthedegradationofi

6、tsbearingcapacitythroughprotectiveandstructuralmeasures.Howtoeffectivelyreinforcecorrodedsteelstructuresandimproveitsbearingperformanceisakeyissuetobesolvedinthefieldofcivilengineering.Inthispaper,steelbeamswereacceleratedcorrosionbytheneutralsaltspraytest,theuseofe

7、xperimentalresearch,numericalsimulation,theoreticalanalysiscombinedmethodstostudythemechanismthatthetensionzoneofcorrodedsteelbeamsreinforcedwiththeCFRPenhanceitsbendingperformance.Themaincontentsareasfollows:Sixsimply-supportedsteelbeamsweretestedonthebendingstreng

8、thofpositivecrosssection(onewasuncorrodedsteelbeams,onewascorrodedsteelbeams,andfourwerecorrodedsteelbeamsreinforcedwithCFRPplates).Theeff