加固梁开题报告..docVIP

外贴FRP加固梁在持续荷载下的变形性能研究 课题来源：河南省教育厅自然科技项目（2010A560008） 一、选题依据 近年来，随着经济水平的不断提高和钢筋混凝土结构研究工作的深入，钢筋混凝土结构的设计和施工技术水平也日渐完善。为了实现人类社会可持续发展的目标，人们在关注建筑结构的安全性问题的同时，己逐渐对结构耐久性提出更多的要求。对现有结构的维护、修复和加固已日趋成为结构工程发展的焦点问题。 建筑物和桥梁结构有一定的设计基准使用期，我国对建筑物取为50年[1]，对桥梁结构取为100年[2]，而我国在建国后建造的大量房屋有的已经接近50年。有很多因素会缩短现有建筑结构、桥梁结构的使用寿命，其中主要包括:物理老化、化学腐蚀、社会需求的变化、设计标准的提高、交通量的增加等等。这些出现问题的结构，实际情况并不允许将其全部推倒重建，而只能采取适当的技术措施，对其进行补强与加固处理，使这些结构仍能满足人们对建筑物安全性、适用性和耐久性的要求，继续为社会服务。总之，在现代社会中对建筑物的补强加固技术进行开发和研究是非常必要的，具有重要的社会效益和巨大的经济效益。 传统的加固方法有增大截面法、粘贴钢板法、喷射混凝土加固法、预应力加固法、增设支点加固法等。但上述各种方法各有缺点，比如，增大截面法现场作业量大并影响房屋的外观和净空；粘钢加固法增大结构自重并且易腐蚀；喷射混凝土加固法要求施工现场较大；预应力加固法施工比较麻烦；增设支点加固法影响建筑物的使用空间等等。近年来，纤维增强塑料FRP(Fiber Reinforced Plastic) [3]由于力学性能优良，化学性能稳定，具有高强、轻质、耐腐蚀、抗疲劳、抗磁性、电绝缘性、徐变小、比重小等优质特性，成为一种理想的修复和加固材料，引起了国内外学者的关注，被广泛应用于钢筋混凝土结构加固的试验研究及工程应用当中。目前，用FRP材料对结构进行加固的方法主要有外部粘贴法和内部嵌贴法两种。外贴法是通过树脂类粘结剂，在需要加固的构件表面粘贴纤维布或板，以提高或改善其受力性能的方法。 二、FRP加固技术研究现状 碳纤维材料加固修复混凝土结构技术是二十世纪八十年代开始在国际上应用的一种混凝土外部补强的新技术。从1985年瑞典人Meier首先采用粘贴碳纤维布材加固Ebach桥梁开始，各国大学及研究机构相继进行了较多的碳纤维材料加固性能的试验及理论研究，取得了许多重要成果。碳纤维加固技术在我国起步较晚，1997年开始理论研究，1998年有碳纤维加固实例。在这短短几年的时间里该项技术迅速发展，得到了较深入的研究，并成立了碳纤维增强片材及工程专业委员会。由于用于实际加固工程的碳纤维形式主要是片材(指碳纤维布与碳纤维板)，所以目前国内对于碳纤维材料研究主要集中在碳纤维布加固上，包括以下几个方面：(1)在构件的受拉面粘贴碳纤维片材，研究加固构件的抗弯性能；(2)在构件的剪切区粘贴碳纤维片材，研究加固构件的抗剪性能：(3)对受压的柱状构件进行加固，研究加固构件的抗压性能；(4)在反复荷载作用下，研究加固构件的抗疲劳性能等。 承载力极限状态下加固梁的抗弯和抗剪能力的研究已经比较成熟，在相关规范上已经有明确的计算公式，现阶段没有研究的实用价值。然而在长期荷载作用下的正常使用变形性能研究还处于初级阶段，没有明确的标准。在硕士研究生期间，我将在导师的带领下针对加固梁在长期荷载作用下的正常使用变形性能进行研究。 2.1 国内研究概况 赵彤等通过9根碳纤维布加固补强钢筋混凝土梁的试验，主要研究碳纤维布用量对钢筋混凝土梁受弯性能的影响与作用。试验研究表明，粘贴碳纤维布之后，加固梁的受弯承载力明显提高，虽然碳纤维布的用量越多承载力提高也越大，但受使用效率的影响，需要一个折减系数对碳纤维布的抗拉强度进行折减，层数越多，折减系数越小。 邓宗才通过改变碳纤维布层数、配筋率等参数，研究了碳纤维布对于梁抗弯承载力和抗弯刚度的影响。试验结果表明，碳纤维布可以显著增强梁的抗弯刚度，但碳纤维布加固量过多，将改变梁的破坏形式，而且对于配筋率较低的梁加固效果比较好。 杨勇新、岳瑞清依据变形条件、本构关系和平衡方程，给出了使用阶段下外贴FRP布加固梁的挠度计算公式[6]。 田水、谷倩[7]通过类似的分析，分别算出了三直线段交点处及加固梁发生极限破坏时的刚度，并根据线性内插关系进一步得到加固梁在任意荷载下的刚度，进而求出外贴碳纤维布加固梁在不同荷载水平下的挠度值。 王文炜和赵国洲[8]进行了9根玻璃纤维布加固的钢筋混凝土梁和3根对比梁的试验研究．结果表明，相同荷载下贴布层数越多，梁挠度越小；受拉钢筋屈服以前混凝土强度对加固梁挠度影响较大，混凝土强度的增加会使得加固梁挠度减小，但钢筋屈服以后该影响较小，并提出了纤维布加固混凝土梁处于不同受力阶段的截面刚度和跨中挠