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基于光纤—碳纤维测试技术的CFRP预应力梁的损伤监测研究

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基于光纤—碳纤维测试技术的CFRP预应力梁的损伤监测研究

作者：梁戈江苏大学

学位级别：硕士

随着时代发展和科技进步,工程建设的规模越来越大,数量越来越多,由此引发的结构的损伤和破坏等问题亟待解决,结构健康监测应运而生,尤其近几年来,结构智能健康监测日渐兴起。碳纤维复合材料(Carbon Fiber Reinforced Polymer,CFRP)具有... 详细信息

随着时代发展和科技进步,工程建设的规模越来越大,数量越来越多,由此引发的结构的损伤和破坏等问题亟待解决,结构健康监测应运而生,尤其近几年来,结构智能健康监测日渐兴起。碳纤维复合材料(Carbon Fiber Reinforced Polymer,CFRP)具有质量轻、强度高、耐疲劳、自感知等特性,光纤光栅传感器(Fiber Bragg Grating,FBG)具有测量精度高,抗干扰,电绝缘性好,耐腐蚀等特性,基于CFRP和FBG的以上特性,碳纤维复合材料和光纤光栅传感器在结构智能健康监测中的研究和应用已经成为当前的热点。本文在国家自然科学基金项目“基于碳纤维材料的预应力混凝土结构自感知特性及其应用研究(51478209)”的资助下,主要研究了结合两种不同特性的自感知智能材料形成功能互补的复合式传感器件对普通混凝土结构和预应力混凝土结构的损伤监测,主要研究内容如下:(1)设计制作了FBG-CFRP传感元件,并对传感元件进行了拉伸测试,测定了元件的应变、电阻和FBG传感器的波长,分析了传感元件电阻变化率-应变、波长-应变之间的关系,结果表明:在小荷载阶段,传感元件的电阻变化率和应变变化之间近似满足线性关系,线性拟合度达到0.95以上;传感元件中的FBG传感器的传感性能未发生改变,应变灵敏度都保持在1.2pm/??,线性拟合相关系数都在0.9998以上。(2)将FBG-CFRP传感元件埋入三组普通钢筋混凝土梁中,对混凝土梁进行了三分点加载试验,测定了传感元件的电阻、应变,观察了混凝土梁的开裂以及破坏过程,分析了传感元件电阻变化率-荷载、应变-荷载之间的关系,研究了应变突变和混凝土梁开裂之间的关系,结果表明:FBG-CFRP传感元件可对普通混凝土梁的荷载、应变、损伤等进行监测。(3)将FBG-CFRP传感元件埋入后张拉法浇筑的无粘结式CFRP预应力梁中,对预应力梁进行了三分点加载试验,测定了传感元件的电阻、应变,观察了预应力梁的开裂及破坏过程,分析了传感元件电阻-荷载、电阻变化率-荷载、应变-荷载之间的关系以及CFRP预应力筋的应变-荷载关系,研究了应变突变与预应力梁开裂之间的关系,结果表明:FBG-CFRP传感元件的测试结果与实际预应力梁的损伤及破坏过程相符。

关键词：碳纤维复合材料光纤光栅传感器荷载电阻变化率应变 CFRP预应力梁普通混凝土梁

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FRP箍筋混凝土梁斜裂缝宽度实验研究

阜阳师范大学学报（自然科学版） 2020年第3期37卷 19-23页

作者：李文龙张苛于干谢巍阜阳师范大学信息工程学院安徽阜阳236041

为研究FRP箍筋混凝土梁的斜裂缝开展规律,本文选用GFRP筋,设计了5根GFRP箍筋混凝土梁和1根普通钢箍筋混凝土梁的实验。分析了箍筋种类、剪跨比、配箍率等因素对其斜裂缝发展过程及最大宽度的影响。结果表明GFRP箍筋混凝土梁斜裂缝的开... 详细信息

为研究FRP箍筋混凝土梁的斜裂缝开展规律,本文选用GFRP筋,设计了5根GFRP箍筋混凝土梁和1根普通钢箍筋混凝土梁的实验。分析了箍筋种类、剪跨比、配箍率等因素对其斜裂缝发展过程及最大宽度的影响。结果表明GFRP箍筋混凝土梁斜裂缝的开展规律与普通混凝土梁类似,剪跨比和配箍率是影响其斜裂缝宽度的重要因素。结合实验数据,提出了适用于FRP箍筋混凝土梁斜裂缝宽度的计算公式,并通过数据校核,能够满足精度要求。

关键词： GFRP箍筋普通混凝土梁斜裂缝宽度

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混凝土梁中性化检测分析及防治

铁道运营技术 1997年第2期3卷 87-89页

作者：李海波广州铁路(集团)公司长沙铁路总公司娄底工务段 417000

安全是铁路运输的命脉,而桥梁的安全维护是不容忽视的重要环节。在运输繁忙,提高行车速度、发展重载列车的大趋势下,混凝土梁将经受严峻的考验。长期以来混凝土梁一直被认为几乎可免维修的永久性结构,但实践证明混凝土梁的病害不断增加... 详细信息

安全是铁路运输的命脉,而桥梁的安全维护是不容忽视的重要环节。在运输繁忙,提高行车速度、发展重载列车的大趋势下,混凝土梁将经受严峻的考验。长期以来混凝土梁一直被认为几乎可免维修的永久性结构,但实践证明混凝土梁的病害不断增加,甚至危及行车安全。中性化(俗称碳化)是混凝土梁中的一种较为普遍的病害,在不同的地理环境、不同的梁式结构以及使用年数的不同,病害表现不一。因此我们必须对混凝土梁的中性化进行研究并采取措施控制其发展,以确保运营桥梁在安全使用期限内正常使用,并延长其使用寿命。

关键词：预应力混凝土梁中性化深度检测分析水灰比圬工梁保护层厚度重碳酸钙普通混凝土梁钢筋锈蚀铁路运输

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深梁

煤炭工程 1983年第7期25卷 40-44,50页

作者：李德馨湖南省煤矿设计院

有些混凝土构件的高度相对于其跨度而言,要比普通构件大得多,而其厚度与其跨度或高度相比则小得多.主要荷载和反力都作用在构件的平面内,而在混凝土平面内的应力状态可以近似确定.参见图4.31,其定义是:当梁的跨度与高度之比L1/h约等于... 详细信息

有些混凝土构件的高度相对于其跨度而言,要比普通构件大得多,而其厚度与其跨度或高度相比则小得多.主要荷载和反力都作用在构件的平面内,而在混凝土平面内的应力状态可以近似确定.参见图4.31,其定义是:当梁的跨度与高度之比L1/h约等于或小于5,或剪力跨a小于其高度的二倍时,这种梁就称为深梁.

关键词：深梁混凝土构件剪力墙主要荷载应力状态普通混凝土梁含钢率配筋率强度设计普通梁