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基本信息
- 項(xiàng)目名稱(chēng)：
- “內(nèi)嵌加固”-- 碳纖維嵌入式加固梁技術(shù)研究
- 來(lái)源：
- 第十二屆“挑戰(zhàn)杯”省賽作品
- 小類(lèi)：
- 機(jī)械與控制
- 大類(lèi)：
- 自然科學(xué)類(lèi)學(xué)術(shù)論文
- 簡(jiǎn)介：
- 隨著鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的飛速發(fā)展，鋼筋混凝土加固技術(shù)也相應(yīng)出現(xiàn)了。為了保障人民的人身安全，迫切需要對(duì)現(xiàn)有不符合國(guó)家建筑工程質(zhì)量要求的結(jié)構(gòu)進(jìn)行加固處理。本作品主要從研究新型的加固方式，加固材料上面入手，探究加固前后的混凝土的各項(xiàng)指標(biāo)性質(zhì)的變化，最后得出了一個(gè)具體可操作性的加固方法以及定性的混凝土梁的性能的變化。
- 詳細(xì)介紹：
- 本論文主要從新型的嵌入式碳纖維板（CFRP)加固方式出發(fā)，對(duì)已經(jīng)受損的混凝土梁在其底部進(jìn)行割槽豎向植入碳纖維板進(jìn)行加固。通過(guò)對(duì)不同型號(hào)的對(duì)比梁進(jìn)行加載得出混凝土梁的極限荷載，混凝土的應(yīng)變，鋼筋應(yīng)變，支座端的百分表讀數(shù)等數(shù)據(jù)，從中得出一套可靠的可開(kāi)發(fā)的加固技術(shù)以及加固前后梁內(nèi)的各項(xiàng)指標(biāo)的變化情況從而得到嵌入式加固方法對(duì)于梁的性能影響，對(duì)于梁的延性的影響。試驗(yàn)結(jié)果表明：采用碳纖維板加固鋼筋混凝土梁可以有效的提高其抗彎性能；加固梁裂縫間距較小,最大裂縫寬度小，而數(shù)量較多,有效控制裂縫的擴(kuò)展；在碳纖維板用量相同的前提下，材料分開(kāi)加固更有利于提高梁的整體剛度，構(gòu)件梁的延性得到較大的提高。
作品圖片
作品專(zhuān)業(yè)信息
撰寫(xiě)目的和基本思路
- 本作品是基于碳纖維加固混凝土梁技術(shù)的研究報(bào)告，通過(guò)長(zhǎng)達(dá)3個(gè)月的實(shí)驗(yàn)研究，是一個(gè)對(duì)于加固技術(shù)和研究結(jié)果的一份綜合性報(bào)告。隨著鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的飛速發(fā)展，鋼筋混凝土加固技術(shù)也相應(yīng)出現(xiàn)了。本研究主要從研究新型的加固方式，加固材料上面入手，探究加固前后的混凝土的各項(xiàng)指標(biāo)性質(zhì)的變化，最后得出了一個(gè)具體可操作性的加固方法以及定性的混凝土梁的性能的變化情況。
科學(xué)性、先進(jìn)性及獨(dú)特之處
- 科學(xué)性：本項(xiàng)目有一個(gè)完整的研究方案體系，以理論為研究的指導(dǎo)方向，對(duì)于研究的過(guò)程有一個(gè)總體的規(guī)劃及部署。 先進(jìn)性：本項(xiàng)目主要是針對(duì)傳統(tǒng)加固方式的不足而提出的新型的、有效的、簡(jiǎn)便的創(chuàng)新加固方式。特色與創(chuàng)新：（1）方法上：采用內(nèi)嵌式碳纖維板加固技術(shù)，替代表面黏貼碳纖維布，解決了后者在加固過(guò)程中出現(xiàn)的一些問(wèn)題。 （2）材料上：碳纖維板經(jīng)久耐用，抗腐蝕能力強(qiáng)，抗疲勞能力強(qiáng)，密度小，剛性大，強(qiáng)度高。
應(yīng)用價(jià)值和現(xiàn)實(shí)意義
- 本項(xiàng)目經(jīng)過(guò)理論與實(shí)驗(yàn)的雙重研究，最終得出的結(jié)論是構(gòu)件在加固之后其整體剛度得到有效的提高，其延性得到顯著的提高。由此可得對(duì)于損傷的構(gòu)件的一個(gè)加固應(yīng)用，其加固效果是非常顯著的。結(jié)構(gòu)構(gòu)件延性的好壞對(duì)于地震發(fā)生時(shí)的一個(gè)建筑抗震來(lái)說(shuō)是非常重要的，構(gòu)件延性越好對(duì)于地震發(fā)生時(shí)建筑的支持時(shí)間越久。在當(dāng)今地震頻發(fā)的環(huán)境下，抗震能力的強(qiáng)弱將是衡量一個(gè)建筑物質(zhì)量的一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)。因此本項(xiàng)目具有一定的應(yīng)用價(jià)值與現(xiàn)實(shí)意義。
學(xué)術(shù)論文摘要
- 本論文主要從新型的嵌入式碳纖維板（CFRP)加固方式出發(fā)，對(duì)已經(jīng)受損的混凝土梁在其底部進(jìn)行割槽豎向植入碳纖維板進(jìn)行加固。通過(guò)對(duì)不同型號(hào)的對(duì)比梁進(jìn)行加載得出混凝土梁的極限荷載，混凝土的應(yīng)變，鋼筋應(yīng)變，支座端的百分表讀數(shù)等數(shù)據(jù)，從中得出一套可靠的可開(kāi)發(fā)的加固技術(shù)以及加固前后梁內(nèi)的各項(xiàng)指標(biāo)的變化情況從而得到嵌入式加固方法對(duì)于梁的性能影響，對(duì)于梁的延性的影響。試驗(yàn)結(jié)果表明：采用碳纖維板加固鋼筋混凝土梁可以有效的提高其抗彎性能；加固梁裂縫間距較小,最大裂縫寬度小，而數(shù)量較多,有效控制裂縫的擴(kuò)展；在碳纖維板用量相同的前提下，材料分開(kāi)加固更有利于提高梁的整體剛度，構(gòu)件梁的延性得到較大的提高。
獲獎(jiǎng)情況
- 在2009年-2010被立為新苗人才計(jì)劃，2010年12月已經(jīng)順利結(jié)題。
鑒定結(jié)果
- 以上所填內(nèi)容真實(shí)可靠。
參考文獻(xiàn)
- 參考文獻(xiàn)： 【1】 趙彤著 謝劍著。碳纖維布補(bǔ)強(qiáng)加固混凝土結(jié)構(gòu)新技術(shù)。天津: 天津大學(xué)出版社, 2001.10. 【2】 周朝陽(yáng),向傳家,賀學(xué)軍.內(nèi)嵌FRP加固鋼筋混凝土梁的受 彎承載力分析[J].建筑結(jié)構(gòu),2006,36(12):19-21. 【3】 賀學(xué)軍,周朝陽(yáng),徐玲.內(nèi)嵌CFRP板條加固混凝土梁的抗彎性能試驗(yàn)研究[J].土木工程學(xué)報(bào),2008,41(12):14-20. 【4】 梁金福,燕柳斌,趙君君等.CFRP板條嵌入式加固鋼筋混凝土梁抗彎性能試驗(yàn)研究[J].工業(yè)建筑,2009,39(2):100-102. 【5】 賀福編著。碳纖維及其應(yīng)用技術(shù)。第1版。北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2004. 【6】岳清瑞[等]編著。碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料(CFRP)加固修復(fù)鋼結(jié)構(gòu)性能研究與工程應(yīng)用。北京: 中國(guó)建筑工業(yè)出版社, 2009. 【7】 方華麗 李壽明編著。延性在地震區(qū)房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的運(yùn)用分析。2007.
同類(lèi)課題研究水平概述
- 真正具有現(xiàn)代工程意義的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)出現(xiàn)至今已有100年左右的時(shí)間。鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)加固技術(shù)的歷史則相對(duì)要短，僅30-40年左右。目前已有的鋼筋混凝土工程結(jié)構(gòu)，大多數(shù)已達(dá)設(shè)計(jì)使用期限，面臨拆除重建還是改造加固繼續(xù)使用的選擇。這無(wú)論在歐美發(fā)達(dá)國(guó)家，還是在中國(guó)，都存在這一問(wèn)題。除了設(shè)計(jì)壽命上的原因，造成鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)無(wú)法正常使用的原因還有很多，例如：設(shè)計(jì)錯(cuò)誤、施工質(zhì)量未達(dá)要求、結(jié)構(gòu)改變使用用途、原有建筑不符合現(xiàn)有規(guī)范要求、受風(fēng)力和地震等自然災(zāi)害破壞、在腐蝕性環(huán)境下造成混凝土炭化和鋼筋銹蝕等等。出于環(huán)保和文化以及經(jīng)濟(jì)方面的原因，對(duì)老舊鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)進(jìn)行修復(fù)加固，延長(zhǎng)建筑的使用壽命，在建筑市場(chǎng)日益普遍。英國(guó)在1980年房屋改造工程占全國(guó)建筑業(yè)的1/3；瑞典在1983年房屋改造工程占全國(guó)建筑業(yè)的1/2；美國(guó)勞工部估計(jì)到下個(gè)世紀(jì)，美國(guó)最熱門(mén)的九類(lèi)職業(yè)中，房屋改造和維修加固就是其中之一。 隨著鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的飛速發(fā)展，鋼筋混凝土加固技術(shù)也相應(yīng)出現(xiàn)了。最早使用的一批鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，已接近設(shè)計(jì)期限，特別是改革開(kāi)放以來(lái)，建筑業(yè)市場(chǎng)較為混亂，造成建筑工程質(zhì)量低劣，工程事故屢有發(fā)生，已引起國(guó)家和人民的高度重視。為了保障人民的人身安全，迫切需要對(duì)現(xiàn)有不符合國(guó)家建筑工程質(zhì)量要求的結(jié)構(gòu)進(jìn)行加固處理。建設(shè)部于1990年制訂了中國(guó)工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)《混凝土結(jié)構(gòu)加固技術(shù)規(guī)范》（ECS25:90）。但由于有關(guān)加固的結(jié)構(gòu)試驗(yàn)研究、理論分析及工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)等的缺乏，目前均處于起步階段，因此《加固》規(guī)范中還有許多工作需要完善。我國(guó)《加固》規(guī)范中推薦的加固方法主要有：改變結(jié)構(gòu)傳力途徑加固法、加大截面加固法、外包鋼加固法、預(yù)應(yīng)力加固法和外部粘鋼加固法，對(duì)于新型的其他加固方式無(wú)詳細(xì)的說(shuō)明。而本項(xiàng)目采用了新型的碳纖維嵌入式加固方式，無(wú)論在理論上還是在研究結(jié)果上對(duì)于探索新型的加固方式都是一種創(chuàng)新和突破。 另外針對(duì)于碳纖維布在加固領(lǐng)域中的應(yīng)用在相當(dāng)程度上有一定的限制，尋求新的碳纖維板加固方法具有較大的現(xiàn)實(shí)意義。這方面的試驗(yàn)研究和理論工作還處于起步階段。
