【摘 要】
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滨海环境的混凝土结构在氯离子的不断侵蚀下,内部钢筋会发生腐蚀,这将导致结构承载力下降,使用寿命缩短。为了解决该问题,学术界和工程界采用了外加电流阴极保护(Impressed Current Cathodic Protection,ICCP)技术减缓钢筋腐蚀和结构加固(Structural Strengthening,SS)技术提高构件的力学性能。由碳纤维增强聚合物(Carbon Fiber Rei
【基金项目】
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广东省重点领域研发计划“现代工程技术”重点专项,项目编号2019B111107002; 国家自然科学基金重点项目,项目编号51538007; 广东省自然科学基金项目,项目编号2018A030313208; 亚热带建筑科学国家重点实验室开放课题重点项目,项目编号2018ZA02;
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滨海环境的混凝土结构在氯离子的不断侵蚀下,内部钢筋会发生腐蚀,这将导致结构承载力下降,使用寿命缩短。为了解决该问题,学术界和工程界采用了外加电流阴极保护(Impressed Current Cathodic Protection,ICCP)技术减缓钢筋腐蚀和结构加固(Structural Strengthening,SS)技术提高构件的力学性能。由碳纤维增强聚合物(Carbon Fiber Reinforced Polymer,CFRP)网格和水泥基材料组成的碳纤维增强水泥基复合材料(Carbon Fabric Reinforced Cementitious Matrix,C-FRCM)能把ICCP和SS技术的功能组合起来,形成ICCP-SS系统。在ICCP-SS系统中,C-FRCM作为辅助阳极不仅能保护钢筋,也能和构件共同受力,因此发挥了双重功能。本文对双重功能材料C-FRCM加固钢筋混凝土连续梁的抗剪性能开展研究,主要内容包括C-FRCM板的通电极化及拉伸试验、C-FRCM加固腐蚀连续梁的五点受弯试验、连续梁试件的有限元模拟和参数分析以及C-FRCM加固连续梁的斜截面承载力理论分析。具体研究工作如下:对C-FRCM设置不同的通电电流密度和通电时间进行极化试验,监测电位差的大小和分析电极电位的演变规律。通过C-FRCM的拉伸试验,分析阳极界面劣化程度对C-FRCM力学性能的影响。对14根钢筋混凝土连续梁进行干湿循环加速腐蚀,侧面粘贴C-FRCM对连续梁进行抗剪加固,采用五点受弯试验,研究C-FRCM阳极极化等级和其他变量对连续梁力学性能的影响。使用DIANA软件对连续梁抗剪性能进行有限元模拟分析,将有限元计算结果和连续梁静力试验结果进行比较,验证了有限元模型的准确性。对连续梁进行有限元扩展模拟,研究了锈蚀率、箍筋间距和CFRP层数对梁的抗剪承载力的影响。对比国内外规范,结合试验和有限元模拟结果,提出修正后的C-FRCM加固连续梁的抗剪承载力计算公式,为今后抗剪加固连续梁的设计提供参考。
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