【摘 要】
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随着生产工艺的不断完善,高强混凝土的应用已经遍及超高层、桥梁、港口、码头等土建工程的各个领域。受外界环境和人为因素的影响,混凝土结构常常因为超载、环境因素的影响未
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随着生产工艺的不断完善,高强混凝土的应用已经遍及超高层、桥梁、港口、码头等土建工程的各个领域。受外界环境和人为因素的影响,混凝土结构常常因为超载、环境因素的影响未能达到设计使用寿命,需要采取加固补救措施。近年来,碳纤维复合材料(简称CFRP)以其轻质高强、耐腐蚀等良好性能逐渐在加固修复领域中得到较为广泛的应用。在我国北方严寒海洋环境中,CFRP加固服役期间的混凝土结构在承受荷载作用的同时,还常常受到冻融循环、潮汐作用等诸多不利因素的侵蚀。基于上述工程背景,本文在国家自然科学基金(51378089)的支持下,利用自主研发的持载设备,通过四点弯曲加载方式,研究了持续荷载、冻融循环、干湿交替共同作用下CFRP加固高强混凝土梁的耐久性,具体研究内容和结论如下:(1)通过15根试验梁研究持续荷载单因素、冻融和干湿双因素以及持载、冻融、干湿三重因素作用下CFRP加固梁的耐久性,考察试件的破坏形态、承载能力、跨中挠度、钢筋和CFRP应变等相关参数,分析持载水平、冻融和干湿循环次数对加固梁抗弯性能的影响。(2)研究发现,不同环境下的加固梁的破坏形态基本相似,剥离界面均始于混凝土表层。环境作用后,加固梁的开裂荷载和剥离荷载都出现了不同程度的降低。冻融、干湿耦合环境减弱了CFRP-高强混凝土界面的抗剪强度,荷载的存在进一步降低了试验梁的受弯能力。同时,此次试验中发现,早期冻融环境给加固梁带来的损伤加剧了后续干湿循环对CFRP-高强混凝土界面劣化作用。(3)本文在Chen and Teng公式基础上,提出了环境损伤系数,可以较为准确地预估出不同环境下CFRP加固梁的剥离承载力,同时采用ABAQUS软件对持续荷载作用下的CFRP加固梁进行建模分析,模拟结果与试验结果吻合良好。
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