目錄
前言
第1章 緒論 1
1.1 引言 1
1.2 SMA材料性能 3
1.2.1 SMA形狀記憶效應(yīng)和超彈性 3
1.2.2 三種主要SMA的力學(xué)和物理性能 5
1.2.3 SMA工程應(yīng)用舉例 6
1.3 SMA加固結(jié)構(gòu)的應(yīng)用類型及研究 9
1.3.1 SMA粘貼加固 9
1.3.2 SMA纏繞加固 11
1.3.3 SMA嵌入加固 12
1.4 本章小結(jié) 12
參考文獻(xiàn) 13
第2章 形狀記憶合金的回復(fù)力機(jī)制 18
2.1 SMA回復(fù)力原理 18
2.2 SMA回復(fù)力研究現(xiàn)狀 20
2.3 回復(fù)力試驗(yàn)方法 21
2.3.1 試驗(yàn)材料 21
2.3.2 試驗(yàn)方法 23
2.4 NiTi-SMA回復(fù)力研究 24
2.4.1 熱處理對NiTi-SMA力學(xué)性質(zhì)的影響 24
2.4.2 熱處理對相變行為的影響 26
2.4.3 熱處理對回復(fù)力的影響 27
2.4.4 預(yù)應(yīng)變對回復(fù)力的影響 29
2.4.5 應(yīng)力保持 33
2.4.6 低溫對回復(fù)力的影響 34
2.4.7 討論 34
2.5 NiTiNb-SMA回復(fù)力研究 37
2.5.1 微觀結(jié)構(gòu) 37
2.5.2 熱處理對力學(xué)行為的影響 37
2.5.3 熱處理對相變行為的影響 39
2.5.4 熱處理對回復(fù)力的影響 40
2.5.5 預(yù)應(yīng)變對回復(fù)力的影響 41
2.5.6 應(yīng)力保持 44
2.5.7 低溫對回復(fù)力的影響 45
2.5.8 討論 46
2.6 Fe-SMA回復(fù)力研究 49
2.6.1 Fe-SMA的力學(xué)和相變行為 49
2.6.2 預(yù)應(yīng)變對回復(fù)力的影響 49
2.6.3 應(yīng)力保持 52
2.6.4 低溫對回復(fù)力的影響 52
2.6.5 討論 53
2.7 本章小結(jié) 54
參考文獻(xiàn) 55
第3章 SMA粘貼與疲勞性能 58
3.1 SMA拔出試驗(yàn)研究 58
3.1.1 膠層中SMA絲的拔出行為 58
3.1.2 試驗(yàn)方法 59
3.1.3 試驗(yàn)結(jié)果 62
3.1.4 性能對比 69
3.2 SMA/鋼界面性能研究 71
3.2.1 試驗(yàn)方法 72
3.2.2 界面剪應(yīng)力與滑移數(shù)值計(jì)算 76
3.2.3 試驗(yàn)結(jié)果及性能對比 78
3.2.4 SMA/鋼界面極限承載力 86
3.3 SMA材料的疲勞性能研究 89
3.3.1 NiTi-SMA板力學(xué)與回復(fù)力性能 89
3.3.2 試驗(yàn)方法 92
3.3.3 試驗(yàn)結(jié)果及性能對比 93
3.4 本章小結(jié) 97
參考文獻(xiàn) 97
第4章 SMA加固帶裂紋鋼板研究 99
4.1 抗拉承載力試驗(yàn)與疲勞性能試驗(yàn)方案 99
4.1.1 試件制作 99
4.1.2 試驗(yàn)裝置及試驗(yàn)方案 101
4.2 抗拉性能研究 102
4.2.1 荷載-位移關(guān)系 102
4.2.2 裂紋尖端應(yīng)變發(fā)展規(guī)律 103
4.2.3 承載能力與極限位移 104
4.2.4 理論分析 105
4.3 疲勞性能研究 112
4.3.1 疲勞破壞模式 112
4.3.2 裂紋尖端應(yīng)變發(fā)展規(guī)律 112
4.3.3 疲勞壽命 113
4.3.4 疲勞裂紋擴(kuò)展 115
4.3.5 疲勞剛度退化 115
4.4 SMA/CFRP復(fù)合加固機(jī)理 116
4.5 本章小結(jié) 118
參考文獻(xiàn) 119
第5章 SMA加固帶裂紋鋼梁研究 120
5.1 SMA加固鋼梁抗彎承載力試驗(yàn)研究 120
5.1.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì) 120
5.1.2 靜載結(jié)果分析 123
5.2 加固鋼梁理論計(jì)算 128
5.2.1 基本假定 128
5.2.2 裂紋尖端屈服彎矩與極限彎矩 128
5.2.3 模型驗(yàn)證 130
5.3 疲勞性能研究 131
5.3.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì) 131
5.3.2 加載裝置及測試程序 132
5.3.3 疲勞結(jié)果分析 132
5.4 本章小結(jié) 142
參考文獻(xiàn) 143
第6章 SMA絲加固鋼筋混凝土柱的試驗(yàn)研究及理論分析 144
6.1 預(yù)應(yīng)力SMA絲加固鋼筋混凝土柱試驗(yàn)研究 144
6.1.1 SMA絲選材與材料性能試驗(yàn) 144
6.1.2 混凝土材料及性能 150
6.1.3 鋼筋材料及性能 150
6.1.4 試件設(shè)計(jì)與制作 151
6.1.5 加固方案與試驗(yàn)設(shè)計(jì) 152
6.1.6 結(jié)果與討論 156
6.2 預(yù)應(yīng)力SMA絲加固鋼筋混凝土柱軸向承載力理論計(jì)算 167
6.2.1 鋼筋混凝土柱側(cè)向約束應(yīng)力計(jì)算 167
6.2.2 Mander約束混凝土模型 169
6.2.3 鋼筋混凝土柱側(cè)向應(yīng)變計(jì)算 170
6.2.4 預(yù)損傷對于承載力的影響 172
6.2.5 計(jì)算值與實(shí)測值對比 173
6.3 本章小結(jié) 173
參考文獻(xiàn) 174
第7章 SMA和CFRP加固混凝土梁的抗彎性能研究 176
7.1 嵌入式SMA的回復(fù)性能研究 176
7.1.1 嵌入式SMA絲的錨具 176
7.1.2 回復(fù)力試驗(yàn)研究 178
7.1.3 PCM內(nèi)SMA回復(fù)力試驗(yàn)研究 178
7.1.4 回復(fù)力試驗(yàn)結(jié)果分析 179
7.2 SMA/CFRP復(fù)合加固梁的抗彎性能研究 180
7.2.1 試驗(yàn)材料及其參數(shù) 180
7.2.2 混凝土梁的設(shè)計(jì)與制作 181
7.2.3 混凝土梁的SMA/CFRP復(fù)合加固過程 183
7.2.4 試驗(yàn)裝置及加載方案 184
7.3 加固梁抗彎試驗(yàn)的結(jié)果與分析 185
7.3.1 加固梁的受力過程及破壞現(xiàn)象 185
7.3.2 試驗(yàn)梁力學(xué)行為及撓度分析 187
7.3.3 承載能力對比 189
7.3.4 延性分析 190
7.3.5 試件鋼筋應(yīng)變分析 191
7.3.6 試件CFRP布應(yīng)變分析 191
7.4 SMA/CFRP復(fù)合加固梁極限彎矩的計(jì)算分析 193
7.4.1 加固梁極限彎矩的計(jì)算公式 193
7.4.2 加固梁的計(jì)算值與試驗(yàn)值比較 195
7.4.3 SMA和CFRP用量對加固梁極限彎矩的影響 196
7.5 本章小結(jié) 196
參考文獻(xiàn) 197
第8章 工程案例 199
8.1 工程介紹 199
8.2 加固方案 200
8.2.1 裂紋成因與受力分析 200
8.2.2 加固方式 201
8.2.3 有限元分析 202
8.2.4 現(xiàn)場加固與儀器布設(shè) 204
8.3 結(jié)果與分析 210
8.3.1 現(xiàn)場測試 210
8.3.2 長期監(jiān)測 212
8.4 本章小結(jié) 220
參考文獻(xiàn) 220
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