【摘 要】
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本文为了探讨温度场作用下纤维增强复合材料(FRP)片材增强RC构件的耐久性问题,以温度场中碳纤维薄板(CFL)增强钢筋混凝土(RC)梁为研究对象,采用理论推导、有限元分析和实验的方
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本文为了探讨温度场作用下纤维增强复合材料(FRP)片材增强RC构件的耐久性问题,以温度场中碳纤维薄板(CFL)增强钢筋混凝土(RC)梁为研究对象,采用理论推导、有限元分析和实验的方法,探讨了温度场对CFL增强RC梁的抗弯疲劳性能的影响。具体研究内容和结果如下:
1)建立温度场中CFL增强RC梁的力学分析模型,基于CFL和混凝土界面的应变协调条件与梁横截面的内力平衡方程,推导了温度应力和跨中挠度的计算公式,并探讨了增强梁温度应力的影响因子。
2)利用ANSYS有限元分析软件建立CFL增强RC梁的有限元分析模型,模拟分析了温度场中CFL增强RC梁的温度变化,探讨了CFL增强:RC梁在温度场中的应力分布和变形,并与理论计算结果进行了比较。计算结果表明,有限元与理论分析结果吻合得较好。
3)CFL增强RC梁主要由混凝土、钢筋以及CFL构成。增强梁除了在温度场的影响下产生变形和温度应力外,各组成材料和粘结界面的力学性能也会产生一定的变化。本文探讨了在温度场作用下各组成材料及粘结界面的力学性能变化情况。研究结果表明,由温度引起的界面剪应力对增强梁性能有显著影响。
4)对4组16根CFL增强。RC梁在80℃下实施了三点弯曲常幅疲劳试验,得到了在温度场作用下的CFL增强RC梁的挠度曲线、刚度曲线和疲劳寿命曲线等。与室温下疲劳实验研究的比较分析结果表明:在80℃的环境中,对于中低应力水平载荷,CFL增强RC梁的极限疲劳寿命相差不大;在高应力载荷水平下,增强梁的极限疲劳寿命明显降低。
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