鋼筋混凝土梁橋是橋梁工程中最常用的結(jié)構(gòu)型式,由于混凝土的抗拉強(qiáng)度較低,梁的受拉區(qū)及主拉應(yīng)力較大的關(guān)鍵部位容易產(chǎn)生裂縫,嚴(yán)重影響橋梁的安全及耐久性。因此,如何對(duì)損傷混凝土梁進(jìn)行加固修復(fù)是一個(gè)亟待解決的問(wèn)題。本文基于國(guó)內(nèi)外混凝土橋梁加固研究領(lǐng)域的發(fā)展現(xiàn)狀,針對(duì)既有加固方法存在的局限性,利用高強(qiáng)智能材料形狀記憶合金(Shape Memory Alloy—SMA)獨(dú)特的形狀記憶特性,提出一種無(wú)需機(jī)械張拉即可對(duì)結(jié)構(gòu)施加永久性預(yù)應(yīng)力的主動(dòng)加固方法。通過(guò)熱激勵(lì)內(nèi)嵌于混凝土保護(hù)層內(nèi)的SMA絲即可對(duì)結(jié)構(gòu)施加預(yù)應(yīng)力,進(jìn)而達(dá)到主動(dòng)加固的目的。本文基于國(guó)產(chǎn)鎳鈦鈮形狀記憶合金(NiTiNb-SMA)絲主要開(kāi)展以下幾個(gè)方面的研究:(1)通過(guò)拉伸試驗(yàn)研究常溫下SMA絲的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系,明確了合金絲的物理力學(xué)性能。(2)通過(guò)回復(fù)力試驗(yàn)探討SMA的初始預(yù)應(yīng)變和激勵(lì)方式對(duì)回復(fù)力的影響,研究發(fā)現(xiàn)常溫下10%預(yù)變形的SMA通過(guò)熱激勵(lì)產(chǎn)生的永久回復(fù)應(yīng)力最大,且電流直接激勵(lì)的方式在實(shí)際工程中更為可行。(3)為了解決光滑SMA絲與混凝土間粘結(jié)效果不佳的問(wèn)題,開(kāi)發(fā)了一種用于SMA加固混凝土梁的表面內(nèi)嵌錨固系統(tǒng),設(shè)計(jì)了四種不同的小型錨具以提高SMA和混凝土間的錨固性能。通過(guò)SMA與錨具間的拉拔試驗(yàn)和嵌入砂漿中的SMA的回復(fù)力試驗(yàn),證明沉頭內(nèi)六角螺釘錨具能夠確保在熱激勵(lì)SMA過(guò)程中,SMA絲與粘結(jié)材料間不會(huì)產(chǎn)生滑移并且能夠提供有效的預(yù)應(yīng)力。(4)考慮SMA的加固量、SMA的無(wú)粘結(jié)長(zhǎng)度及原結(jié)構(gòu)有無(wú)損傷等因素,通過(guò)反向加載方式進(jìn)行了表面內(nèi)嵌SMA絲帶載加固鋼筋混凝土梁的抗彎性能試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果表明,表面內(nèi)嵌SMA絲加固可顯著提高混凝土梁的屈服荷載和極限荷載;SMA絲的無(wú)粘結(jié)長(zhǎng)度段越大,撓度恢復(fù)效果越明顯。
【學(xué)位單位】：大連理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：U445.72

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本文編號(hào)：2822352