高延性混凝土在结构加固应用中的研究进展.docx

《高延性混凝土在结构加固应用中的研究进展.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高延性混凝土在结构加固应用中的研究进展.docx（4页珍藏版）》请在第一文库网上搜索。

1、引言老旧建筑维修加固后继续使用，不仅可以节省人力物力资源，还可以一定程度上解决建筑垃圾对环境的污染，践行可持续发展原则。针对结构老化、使用功能变更等问题，目前已有技术规范对常用的加固方法作出了相应的规定，FRP(FiberReinforcedP1astic)常被用于结构加固,然而现有的补强加固方法并没有从根本上解决混凝土材料的脆性和带裂缝工作的特性，有些方法还存在施工困难等问题。现有的纤维复合材料加固也因造价高、材料利用率较低等问题，其应用并不是十分广泛，所以找到一种理想经济的新型材料弥补现有的不足，成为当下一项有意义的研究方向。由于混凝土材料在抗震、抗冻、抗裂等方面都存在很多不足，虽然如今混

2、凝土依然是应用最广泛的建筑材料，但由于其本身的脆性，目前需要研究出一种材料既能继承其优点又能改善其缺点。高延性水泥基复合材料ECC(EngineeredCementitiousComposites)在拉伸和剪切作用下呈现多裂建同时开展和应变硬化特征，很大程度上弥补了混凝土材料的缺点，具有延展性高、抗疲劳性强、韧性大和抗裂性好等优点。基于ECC制备理论，有学者制备了高延性混凝土(HDC)并系统地研究了其力学性能。相较于普通混凝土，HDC自身的诸多优点，在建筑工程和结构构件加固修护方面具有广泛的应用前景。1、HDC构件的力学性能邓明科等对高延性纤维混凝土的抗压强度开展试验，结果表明，在高延性纤维混

3、凝土的纤维侨联作用下，试块的拉伸变形受到限制，致使其强度比值系数较RC有所增加，并且韧性和变形能力增加，破坏后形态完好。在原有理论基础上，考虑高延性纤维混凝土材料自身特性，给出其抗压强度标准值计算方法；与普通混凝土大偏压柱相比，HDC大偏压柱具有良好的抗裂性能，且当偏心距加大时，伴随着承载能力的降低其延性明显提升。在考虑高延性混凝土受拉作用的前提下，推导出HDC偏压构件的承载力计算公式。董志芳等网开展并统计了49组纤维织物增强HDC试件的单轴拉伸试验结果，试验表明，配网率和掺入PVA-方面可以提高混凝土试块的极限强度，同时也可以改善其变形能力，掺量越大提升越明显。以PVA的掺量作为变量参数，推

4、导计算了HDC的抗拉强度。2、高延性混凝土的抗震性能邓明科、董志芳等通过开展AAC砌块砌体墙抗震性能试验研究，发现HDC面层在改善AAC墙体的抗震性能方面表现突出，对砌体结构的震后修发提供了经济性较高的可行方法。邓明科、马福栋等对采用HDC制作梁柱节点的装配式试件进行拟静力试验，HDC实现了抗震要求中的强节点设计原则。在框架节点中设计采用HDC后，可以使其力学性能得到有效提高，在设计中可以适当减少部分箍筋的使用量。钱辉等通过RC混凝土节点、ECC增强混凝土节点、SMA增强混凝土节点的低周往复加载试验，发现增强后结构在耗能、延性、优化梁端塑性钱的发展、自复位能力等各发面都有所提高。此外，邓明科等

5、开展了外包钢板-HDC低矮剪力墙和内置钢板-HDC组合连梁的拟静力试验，结果表明，两类试件的各项性能均得到显著提高,在此试验基础上推导了组合低矮剪力墙受弯承载力计算公式和组合连梁受剪承载力计算公式。3、高延性混凝土的耐久性寇佳亮等使用3种不同加载频率和4种应力水平进行了一系列的压缩疲劳试验。结果表明，HDC在疲劳破坏后仍具有较好的整体性、更高的压缩疲劳强度并且随着疲劳的增加其疲劳寿命有所增加，得到了S-N曲线，通过Weibu11分布对HDC疲劳寿命进行检验，结果表明，HDC能较好地服从Weibu11分布。寇佳亮等对114个HDC棱柱体试件展开不同冻融循环次数7的单轴受压疲劳性能试验，结果显示其

6、破坏状态属于延性破坏且疲劳寿命低于常温养护，并得到了不同冻融环境下的HDC的S-N模型，修正现有的HDC收缩模型后使其可以适用于HDC的早期收缩。寇佳亮等对卤水侵蚀下的HDC进行了研究,结果表明，HDC的高延性和裂缝控制能力可以有效地抵抗卤水的进一步侵蚀，并通过回归分析建立了卤水长期侵蚀HDC试件强度的衰减模型。4、高延性混凝土加固应用现有混凝土结构构件和震后受损构件的加固修护，是目前高延性混凝土的重要应用之一。邓明科等通过27个砖柱采用HDC面层加固的砖柱进行轴压性能试验研究研究结果表明，HDC面层能很好地约束混凝土,不但改善了砖柱的脆性破坏且承载力和变形能力均被提高，基于HDC面层对试件的

7、约束作用，得到其轴压承载力计算方法。寇佳亮等口。】以HDC加固厚度为变量，设计了10根H加固的受损严重的钢筋混凝土无腹筋梁，在重复荷载下进行正截面受弯试3佥，结果表明，随着加固厚度增加梁的极限承载力提高幅度越明显，同时加固梁的延性耗能能力都得到显著提高，并且推导出了其在重负荷在下的极限承载公式。李琦琦等UU制作了14根梁，开展了静力试验，通过高延性混凝土加固梁和高性能复合砂浆加固梁与未加固的RC梁对比，发现HDC面层有助于增加梁的受剪、变形能力，对梁的裂缝分布和破坏形态也有积极影响，并且提升了剪压比限值。对较厚的HDC面层配置附加箍筋，既能阻止HDC面层的压碎和剥离，对提高试件的受剪承载力和受

8、损能力也有积极影响。由静力试验结果，推导出加固试件的抗剪承载力计算公式。张阳玺等IW通过对倒T型RC柱进行HDC加固，开展反复荷载试验，发现试件呈现延性破坏，试件承载力和变形能力都有所提高并利用桁架-拱模型给出其抗剪承载力计算方法。牟晓凯等口引对古旧建筑保护中，通过改造加固损伤严重的砌体,通过加固后的轴压性能试验。结果表明，HDC面能改善古旧砌体的延性并提高其承载能力和变形能力给出了通过HDC构造带加固的砌体承载力计算方法。同时通过开展HDC棱柱体单轴受压疲劳试验，发现HDC受压疲劳强度为0.60.7,远优于钢纤混凝土和普通混凝土，并且其疲劳寿命随着频率降低而降低。崔涛等【皿既有混凝土与ECC

9、结合面的抗剪性能试验的研究,对3组带合面的Z形剪切试件和1组混凝土整浇进行加载。试验结果认为，相较RC而言ECC与既有混凝土结合面的抗剪性能有所提高，且接触面的处理方式对试验结果也有影响，键槽连接强于凿毛处理。同时给出了给ECC与既有混凝土结合面抗剪承载力和剪切承载力各组成在动态过程中的计算公式。研究通过开展3种情况下（未加固、钢筋网水泥砂浆加固、HDC面层加固）两层砖砌体房屋模型（比例尺1:2）的振动台试验。结果表明，钢筋水泥砂浆面层加固的抗震性能并不理想，而采用HDC面层加固法不但可以很好地降低8度及以上地震作用下砌体结构的损伤，震后结构完整较好安全储备系数较高，还可以有效抵抗地震引起的扭

10、转效应。结论本文主要从高延性混凝土在结构加固、高延性混凝土构件的受力性能、抗震性能、抗剪性能、耐久性等几个方面展开综述,综合已有的研究成果未来的研究工作将在以下几个方面展开。（1）总结目前的大多数研究可以发现，高延性混凝土的抗弯、抗压和抗剪性能都与掺合物的种类和掺入量有关现有计算方法得到的HDC试件承载力较试验值相比,安全储备过高。现行混凝土结构设计规范的相关公式需要加入与高延性混凝土配合比有关的修正系数才能使用，但各文献所提的修正系数相差较大，为此，统T修正高延性混凝土受力性能相关的计算公式，需要进一步研究。（2）已有的研究表明尺寸效应普遍存在于混凝士这类脆性材料中，虽然对于高延性混凝土而言，其具有良好的延性，也能改善混凝土构件的脆性破坏，但是其仍具有一定的尺寸效应。高延性混凝土的尺寸效应对其强度等各方面的影响的研究还非常少见。（3）高延性混凝土作为一种新型建筑材料，目前已有的关于耐久性方面的研究主要来源于实验数据，缺乏具体的工程实例数据做支撑，以后对高延性混凝土耐久性方面的研究还需结合工程实例做更深一步的研究。（4）高延性混凝土是通过掺入纤维增强织物等手段制备高延性混凝土,但是关于各种纤维增强材料的生产应用方面目前还未形成统一的指导规范，这方面也是未来的重点研究方向。