建筑结构粘结加固的理论与实践PDF电子书下载

第一章 绪论 1

1.1来自课堂的提问 1

1.2粘钢加固技术的缘起 1

一、国外研究的情况 1

二、国内研究的情况 2

三、粘钢加固技术的改进和发展 3

1.3纤维增强塑料（FRP）在建筑工程中应用的历史及现状 4

一、FRP材料的历史 5

二、国内外FRP专业委员会及编制设计规范的情况 6

三、FRP学术活动情况 7

四、纤维材料和应用技术的发展 8

第二章 粘结的基本理论 10

2.1粘结机理 10

一、粘结力产生的来源 10

二、粘结界面形成的基本条件 11

三、粘结现象的各种理论解释 13

2.2影响粘结强度的因素 14

一、粗糙度和表面形态的影响 14

二、弱界面层的影响 15

三、内应力的影响 16

四、环境的影响 16

2.3粘结构件的破坏分析 17

一、破坏类型的相互转化 17

二、影响破坏强度因素的分析 18

三、粘结尺寸的影响 21

2.4粘结构件设计的基本原则 23

一、粘结构件的常用类型 23

二、应力集中现象及其缓和 24

三、适宜的搭接长度 26

第三章 粘结应力的有限元分析 28

3.1钢粘钢拉剪计算 28

一、钢板搭接拉剪模型 28

二、结构胶的弹模对界面应力最大值的影响 29

三、胶层厚度对界面应力最大值的影响 29

四、钢板厚度对界面应力最大值的影响 31

五、钢板搭接长度对界面应力最大值的影响 32

六、钢板宽度对界面应力最大值的影响 32

七、GB7124-1988《标准》规定模型的有限元分析结果 34

八、结论 34

3.2混凝土梁外粘碳纤维（CFRP）弯曲三维弹性有限元分析 35

一、计算参数 35

二、碳纤维端部应力集中 37

三、横截面的正应力σx 39

四、结构胶弹性模量对应力分布的影响 40

五、结论 41

3.3 U形箍对粘结应力影响的分析 42

一、计算参数 42

二、计算结果及分析 43

三、结论 45

3.4钢支托（牛腿）削减应力峰值的计算 45

一、计算参数 45

二、计算结果及分析 45

三、结论 46

3.5碳纤维粘贴混凝土构件拉剪计算 46

一、计算参数 46

二、成果及分析 46

第四章 混凝土结构外粘钢板补强加固计算 49

4.1混凝土结构粘钢加固的原理 49

一、粘钢加固计算的基本假设 49

二、混凝土结构加固的特殊性 50

4.2粘钢加固计算方法 53

一、受弯构件正截面加固计算 53

二、受弯构件斜截面加固计算 64

4.3受弯构件正截面受压区加固及负弯矩受拉区加固 68

一、正截面受压区加固 68

二、梁、板负弯矩区受弯粘钢加固 71

4.4湿包钢灌注加固法 75

一、湿包钢灌注加固法的来源 75

二、湿包钢灌注加固法的优点及应用范围 76

三、湿包钢灌注加固法的原理及计算方法 76

4.5钢结构“点焊湿包钢灌注”加固 80

一、钢结构的病害 80

二、钢结构一般加固的方法 80

三、“点焊灌注湿包钢”加固法 80

第五章 碳纤维复合材料（CFRP）知识初步 82

5.1什么是碳纤维复合材料（CFRP） 82

一、碳纤维发展的历史与背景 82

二、碳纤维的性能 82

5.2碳纤维的种类 85

一、粘胶基碳纤维 85

二、聚丙烯腈基（PAN基）碳纤维 87

三、沥青基碳纤维 89

四、其他类型碳纤维 90

五、当今碳纤维材料拉伸强度和弹性模量的极限值 90

5.3碳纤维复合材料 91

一、碳纤维增强树脂复合材料种类 91

二、碳纤维“预浸料” 91

三、碳纤维预浸料的力学性能 92

四、碳纤维复合材料不同方向力学性能 92

五、碳纤维树脂复合材料的成型 93

5.4怎样选择适用的碳纤维材料 93

一、从碳纤维的类型方面选择 93

二、从材料的综合因素考虑 96

5.5碳纤维材料力学性能的测试方法 97

一、碳纤维材料拉伸强度、拉伸模量试验 97

二、碳纤维积层板的弯曲强度、弯曲模量试验 99

三、碳纤维与混凝土粘结强度试验 100

第六章 混凝土结构外粘纤维增强材料（FRP）补强加固计算 102

6.1碳纤维增强复合材料（CFRP）加固结构的优缺点及特征 102

一、CFRP与钢板补强加固之优缺点比较 102

二、碳纤维复合材料加固结构的功能 103

三、碳纤维复合材料加固结构的特点 103

6.2纤维复合材料（FRP）补强加固设计的基本要求 104

一、一般设计考虑 104

二、设计思路 104

三、加固类型 104

四、构造要求 105

五、纤维复合材料的选择 105

六、设计材料性能的折减 107

6.3抗弯构件正截面补强加固计算方法 108

一、假设 108

二、采用纤维复合材料对梁结构补强的设计分析 108

三、梁的弯矩补强设计分析 109

四、工作应力法 109

五、极限弯矩计算法 112

六、考虑二次受力计算 115

6.4抗弯构件斜截面抗剪强度加固计算 118

一、剪切破坏的形态 118

二、斜截面补强加固的形式及有关规定 118

三、斜截面抗剪强度加固前校核 119

四、纤维材料斜截面抗剪补强加固计算 120

6.5纤维复合材料加固混凝土柱的计算 128

一、轴心受压构件的加固 128

二、钢筋混凝土柱抗剪加固计算 129

6.6纤维复合材料补强加固设计的构造要求 130

一、构件内转角和外转角 130

二、纤维端剥离脱层 130

三、纤维脱胶处理 130

四、混凝土保护层脱落 131

五、搭接及拼接构造 132

6.7混凝土板的加固 132

一、无孔混凝土板加固 132

二、有孔混凝土板加固 133

第七章 结构胶的力学性能及本构关系 135

7.1结构胶的种类 135

一、结构胶的分类 135

二、有机类结构胶 135

三、无机类结构胶 135

7.2国内外研究结构胶的情况 136

一、国外研究结构胶的情况 136

二、国内研究结构胶的情况 137

7.3国内外代表性结构胶的力学性能 138

一、国外结构胶 138

二、国内结构胶 143

7.4 YZJ型结构胶的本构关系 146

一、YZJ-C结构胶的拉伸全程曲线 146

二、YZJ-C结构胶的压缩全程曲线 147

三、YZJ-C结构胶的压、剪全过程曲线 148

四、YZJ-C结构胶本构特性的概括与结论 149

五、结构胶本身应具备的强度及粘结强度 149

7.5结构胶本身强度及粘结强度的试验方法 150

一、结构胶本身强度试验方法 150

二、结构胶拉剪粘结强度的测试方法 150

7.6结构胶的硬度、韧度及疲劳 152

一、结构胶的硬度 152

二、结构胶的韧度 153

三、YZJ-1型粘钢胶和YZJ-C型纤维专用结构胶的“疲劳”试验 154

7.7结构胶的老化问题 156

一、引起结构胶老化的主要因素 156

二、针对自然环境的加速老化试验 157

三、加速老化与实际自然条件之间的关系 159

四、结构胶的耐水性能 159

五、提高结构胶抗老化的措施 160

7.8结构胶的强度与温度变化的关系 161

一、结构胶强度与温度的关系 161

二、氧气切割使结构胶粘结强度损伤的试验 162

三、局部焊接使结构胶粘结强度损伤的试验 164

四、结论 165

第八章 建筑结构粘结加固的试验研究 166

8.1混凝土梁外粘钢板补强加固试验 166

一、混凝土梁外粘钢板补强加固弯曲试验 166

二、混凝土梁外粘钢板加固扭转试验 171

8.2碳纤维材料（CFRP）加固混凝土梁的弯曲试验 175

一、试验模型尺寸及材料性能 175

二、加固方案及模型编号 176

三、试验荷载的确定及试验内容 177

四、试验结果与分析 177

五、结论 180

8.3 CFRP材料加固钢结构的试验 181

一、材料性能试验 181

二、工字形截面钢梁试验 184

三、矩形截面钢梁试验 187

四、钢板梁粘碳纤维试验 190

五、钢板粘钢板试验 191

六、钢结构加固试验结果分析及结论 193

8.4.玻璃纤维（GFRP）加固混凝土梁的试验 194

一、试验模型梁加固用材料的力学性能 195

二、试验梁尺寸、材料与加载方式 195

三、试验模型编号与加固方案 196

四、试验结果与分析 196

8.5芳纶纤维（AFRP）加固混凝土梁的试验 204

一、试验模型材料、尺寸与加载方式 204

二、模型编号与加固方案 204

三、试验结果与分析 204

四、结论 208

8.6纤维（FRP）加固混凝土矮梁加高截面的试验 208

一、试验模型尺寸、材料与加载方式 208

二、试验模型编号与加固方案 209

三、试验结果与分析 209

8.7碳纤维加固裂缝混凝土梁的试验 215

一、裂缝混凝土梁试验模型 215

二、试验梁预裂缝部位及测点布置 216

三、试验结果与分析 216

四、结论 219

8.8多层CFRP加固混凝土梁“应力滞后”及纤维端部应力集中的试验 220

一、试验模型与应变片布置 220

二、试验结果与分析 220

第九章 建筑结构外粘钢板和FRP补强加固的施工技术 226

9.1工程结构外粘钢板补强加固的施工技术 226

一、混凝土结构外粘钢板施工流程 226

二、外粘钢板材料处理及施工要求 226

三、被粘混凝土构件处理及施工要求 228

四、结构胶的配制及技术要求 229

五、“湿包钢灌胶粘钢”加固施工要求 230

9.2工程结构外粘增强纤维（FRP）补强加固的施工技术 231

一、碳纤维补强加固的施工流程及剖面图 231

二、被加固混凝土表面处理 232

三、底胶涂布 233

四、修补胶修补混凝土 233

五、浸渍胶涂底 234

六、粘贴纤维布 234

七、浸渍胶上涂 234

八、表面涂饰 235

九、碳纤维补强加固施工质量检查 235

第十章 工程加固实例 238

10.1粘钢加固技术在提高桥梁承载能力上的应用 238

一、引言 238

二、大桥质量检测 238

三、大桥加固内力验算 239

四、粘钢加固设计与计算 241

五、粘钢加固方案与施工工艺 242

六、结语 244

10.2灌胶粘钢技术在黄河万家寨水电站尾水管修型中的应用 244

一、问题的提出 244

二、修型的模型试验 245

三、尾水管修型范围及形状 245

四、尾水管修型方案 246

五、修型采用的新材料与新技术 247

六、修型产生的效益 249

10.3拉浪水电站弧形钢闸门检测、计算及粘钢补强加固 249

一、引言 249

二、闸门存在的主要问题 250

三、加固方案与加固后验算 251

四、“点焊灌胶粘钢法”及施工工艺 254

五、加固后原型检测结果 254

10.4抗震结构粘钢加固动力计算、试验与实践 256

一、问题的提出 256

二、抗震结构有限元计算 257

三、抗震结构动力试验分析 259

四、动力试验结果分析 261

五、结论 262

10.5某银行钢筋混凝土框架梁粘钢加固现场试验分析 262

一、引言 262

二、加固情况简介 263

三、试验的目的与要求 263

四、试验方法 264

五、试验结果与分析 265

六、结论 268

10.6顺德电厂副厂房粘钢加固抗震实例 269

一、引言 269

二、现场动力参数的测定 269

三、结构静力计算 271

四、动力计算 272

五、粘钢加固计算 275

六、粘钢加固抗振试验 276

七、粘钢后结构自振频率计算 278

八、结论 278

附表 279

附表一 常用碳纤维布型号及性能指标 279

附表二 常用碳纤维压制板的型号及性能指标 283

附表三 常用高强玻璃纤维布型号及性能指标 285

附表四 常用芳纶纤维布型号及性能指标 285

附表五 混凝土强度等级及弹性模量 286

附表六钢筋强度标准值及弹性模量 287

附表七 裂缝控制等级、混凝土拉应力限制系数及最大裂缝宽度允许值 288

附表八 受弯构件的容许挠度 289

附表九 钢筋的计算截面面积及公称质量表 289

附表十 混凝土构件中纵向受力钢筋的最小配筋百分率ρmin（%） 290

附表十一 配置热轧钢筋受弯构件的最大配筋百分率ρ max（%） 290

附表十二 常用钢板截面特性表 290

参考文献 292