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| 編輯推薦： |
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本书针对目前工程结构加固存在问题，采用室内外试验、理论分析和数值模拟等综合研究方法，对内嵌预应力CFRP筋和内嵌预应力螺旋肋钢丝加固混凝土梁受弯性能进行了系统研究，相关研究成果对现场类似工程实践具有重要理论指导意义和推广应用价值。
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| 內容簡介： |
本书是笔者对近十几年来在内嵌预应力CFRP筋材及螺旋肋钢丝加固混凝土梁受弯性能方面研究成果的总结，主要包括四篇研究内容，主要包括内嵌预应力筋材加固混凝土梁材料力学性能、内嵌预应力筋材加固混凝土梁界面力学行为、内嵌 CFRP 筋加固混凝土试件粘结性能、内嵌预应力筋材加固混凝土梁弯矩-曲率关系、内嵌预应力筋材加固混凝土梁承载力、内嵌预应力筋材加固混凝土梁变形及裂缝验算、内嵌预应力筋材加固混凝土梁延性、内嵌预应力筋材加固混凝土梁受弯性能试验研究、预应力筋张拉锚固技术研究、内嵌预应力筋材加固混凝土梁受弯性能试验研究、内嵌预应力混杂筋材加固混凝土梁试验研究、混凝土结构可靠度的基本理论、内嵌预应力筋材加固混凝土梁可靠性分析等。
本书可供从事工程结构加固相关的建筑工程、交通工程、水利电力工程以及国防工程等设计、施工、监测的工程技术人员参考使用，同时，也可作为大学师生和科研院所相关人员的参考书。
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| 關於作者： |
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丁亚红，教授，博导。主要从事工程结构加固、建筑固废资源化利用、高性能混凝土等方面的教学科研工作。主持及完成国家自然科学基金2项（51108161，U1904188）；主持河南省教研教改项目4项；获河南省科技进步二等奖1项、三等奖2项，河南省教育厅科学技术一等奖1项、河南省自然科学优秀学术论文奖2项、河南省教学成果二等奖3项。发表学术论文80余篇，出版教材/专著3部。
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| 目錄：
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第1章绪论
1.1研究背景
1.1.1国外工程结构加固现状
1.1.2国内工程结构加固现状
1.2混凝土结构补强加固技术现状
1.3FRP的特点及研究现状
1.3.1FRP的特点
1.3.2FRP的研究现状
1.3.3纤维复合材料加固技术黏结性能研究现状
1.3.4预应力纤维复合材料张拉锚固技术的研究
1.3.5CFRP在土木工程中的应用
1.4螺旋肋钢丝的特点及研究现状
1.4.1螺旋肋钢丝的特点
1.4.2螺旋肋钢丝的黏结锚固性能
1.4.3螺旋肋钢丝的研究现状
1.5内嵌法加固技术研究现状
1.5.1内嵌非预应力FRP加固技术研究
1.5.2内嵌预应力FRP加固技术研究
1.5.3内嵌螺旋肋钢丝加固技术研究
1.5.4内嵌预应力螺旋肋钢丝加固技术研究
1.6结构可靠性理论国内外研究现状
1.6.1结构可靠性理论国外研究现状
1.6.2结构可靠性理论国内研究现状
1.6.3预应力混凝土结构的可靠性研究与发展
1.7现有研究的不足
1.8本书主要内容
第1篇内嵌预应力筋材加固混凝土梁界面力学行为及黏结性能分析
第2章内嵌预应力筋材加固混凝土梁材料力学性能
2.1CFRP筋的力学性能
2.2螺旋肋钢丝的力学性能
2.3结构胶黏剂的力学性能
2.4钢筋与混凝土的力学性能
2.5本章小结
第3章内嵌预应力筋材加固混凝土梁界面力学行为
3.1黏结滑移本构模型
3.2内嵌预应力筋材加固梁界面力学分析
3.2.1基本假定
3.2.2理论分析
3.3本章小结
第4章内嵌CFRP筋加固混凝土试件黏结性能研究
4.1试验方案设计
4.2试件的设计与制作
4.2.1直接拔出试验试件的制作与试验
4.2.2混凝土双面剪切试验试件的制作与试验
4.3试验方案的优点
4.4内嵌CFRP筋加固试件黏结试验的现象与结果
4.4.1试验过程
4.4.2试验结果
4.5内嵌CFRP筋加固试件的黏结试验结果分析
4.5.1黏结机理
4.5.2破坏模式
4.5.3承载力分析
4.5.4剪应力分析
4.6影响因素分析
4.6.1混凝土强度等级对黏结强度的影响
4.6.2开槽尺寸对黏结强度的影响
4.6.3黏结长度对黏结性能的影响
4.7黏结滑移量分析
4.7.1最大黏结滑移量分析
4.7.2局部黏结滑移量分析
4.8剪切滑移关系分析
4.8.1拟合模型
4.8.2拟合参数
4.8.3拟合曲线
4.9有效黏结长度分析
4.10本章小结
第2篇内嵌预应力筋材加固混凝土梁受弯性能理论分析
第5章内嵌预应力筋材加固混凝土梁弯矩-曲率关系分析
5.1基本假定
5.2预应力筋放张时加固梁弯矩-曲率关系
5.3预应力筋消压时加固梁弯矩-曲率关系
5.4截面开裂时加固梁弯矩-曲率关系
5.5钢筋屈服时加固梁弯矩-曲率关系
5.6预应力螺旋肋钢丝屈服时加固梁弯矩-曲率关系
5.7最大弯矩时加固梁截面弯矩-曲率关系
5.8内嵌预应力筋材加固混凝土梁弯矩-曲率计算方法
5.8.1预应力的处理
5.8.2截面分析的基本方程
5.8.3弯矩-曲率编程计算
5.9内嵌预应力筋材加固混凝土梁荷载-挠度计算方法
5.10本章小结
第6章内嵌预应力筋材加固混凝土梁承载力分析
6.1内嵌预应力筋材加固混凝土梁正截面内力分析
6.1.1基本假定
6.1.2混凝土开裂前截面内力
6.1.3混凝土开裂后截面内力
6.2加固梁受弯破坏类型分析
6.3计算假定
6.4正截面承载力计算
6.4.1钢筋屈服模式下的受弯承载力
6.4.2混凝土压碎模式下的受弯承载力
6.4.3预应力筋拉断模式下的受弯承载力
6.4.4界限破坏模式下的受弯承载力
6.5界限加固量计算
6.5.1截面最小加固量的确定
6.5.2截面最大加固量的确定
6.5.3试验梁加固量计算流程
6.6内嵌预应力筋材加固梁破坏模式判断
6.7影响内嵌预应力筋材加固混凝土梁承载力的因素
6.7.1加固量
6.7.2初始预应力水平
6.7.3加固方式
6.8本章小结
第7章内嵌预应力筋材加固混凝土梁变形及裂缝验算
7.1内嵌预应力筋材加固梁变形计算特点
7.2内嵌预应力筋材加固梁变形基本计算公式
7.2.1加固梁刚度分析
7.2.2加固梁刚度计算
7.2.3加固梁反拱计算
7.3内嵌预应力筋材加固梁变形验算
7.4内嵌预应力筋材加固混凝土梁裂缝验算
7.5本章小结
第8章内嵌预应力筋材加固混凝土梁延性分析
8.1延性计算方法
8.2计算结果比较
8.3影响内嵌预应力筋材加固混凝土梁延性的因素
8.3.1加固量
8.3.2初始预应力水平
8.3.3加固方式
8.4承载力与延性相关性分析
8.5本章小结
第3篇内嵌预应力筋材加固混凝土梁受弯性能试验研究
第9章内嵌预应力筋材加固混凝土梁受弯性能试验方案
9.1试验梁的设计与制作
9.1.1试验梁的设计
9.1.2试验梁的制作
9.2加固方案的设计
9.2.1参数选择
9.2.2加固方案的确定
9.2.3内嵌预应力筋材加固混凝土梁施工工艺
9.3试验量测内容
9.3.1试验测点布置
9.3.2加载流程及试验装置
9.4本章小结
第10章预应力CFRP筋张拉锚固技术研究
10.1预应力CFRP筋锚固体系简介
10.1.1预应力锚固体系锚具性能要求
10.1.2预应力CFRP筋锚固体系的瓶颈
10.2设计思路与方案
10.2.1设计思路
10.2.2设计方案
10.3CFRP筋夹片式锚具的研制
10.3.1CFRP筋夹片式锚具的受力分析
10.3.2CFRP筋夹片式锚具的制作
10.4预应力CFRP筋黏结夹片式球面锚具的研制
10.4.1预应力CFRP筋黏结夹片式球面锚具材料
10.4.2预应力CFRP筋黏结夹片式球面锚具的制作
10.5预应力CFRP筋锚具的试验研究
10.5.1预应力CFRP筋夹片式锚具的试验内容与方案
10.5.2预应力CFRP筋黏结夹片式球面锚具的试验内容与方案
10.6预应力CFRP筋夹片式锚具锚固力测试
10.6.1试验目的
10.6.2试验过程
10.7预应力CFRP筋黏结夹片式球面锚具锚固性能的试验
10.7.1试验目的
10.7.2试验过程
10.8试验结果及分析
10.8.1试验结果
10.8.2试验结果分析
10.9本章小结
第11章内嵌预应力筋材加固混凝土梁试验研究
11.1筋材的张拉及预应力损失
11.2承载能力分析
11.3变形能力分析
11.4跨中应变分析
11.4.1混凝土应变曲线分析
11.4.2BPF系列加固梁荷载-筋材应变曲线分析
11.4.3BPS系列加固梁荷载-筋材应变曲线
11.4.4BS1P2、BS2P1系列加固梁荷载-筋材应变曲线
11.5裂缝发展特点及破坏形态
11.5.1裂缝发展特点
11.5.2破坏形态
11.6安全性能及延性分析
11.7本章小结
第12章内嵌预应力混杂筋材加固混凝土梁试验研究
12.1承载能力分析
12.2变形能力分析
12.3跨中应变分析
12.3.1混凝土应变曲线分析
12.3.2荷载筋材应变曲线分析
12.4裂缝发展特点及破坏形态
12.4.1裂缝发展特点
12.4.2破坏形态
12.5安全性能及延性分析
12.6本章小结
第13章内嵌预应力螺旋肋钢丝加固混凝土梁试验研究
13.1试验梁设计
13.2试验材料性能
13.2.1螺旋肋钢丝的力学性能
13.2.2结构胶的力学性能
13.2.3钢筋的力学性能
13.2.4混凝土的力学性能
13.2.5加固方案的确定
13.3内嵌预应力螺旋肋钢丝加固RC梁工艺流程
13.3.1试验梁浇筑
13.3.2试验前准备
13.3.3预应力施加
13.3.4试验量测内容
13.3.5试验梁加载
13.4内嵌预应力螺旋肋钢丝加固混凝土梁受弯试验
13.4.1加固梁试验现象
13.4.2加固梁受弯性能分析
13.4.3加固梁变形分析
13.4.4加固梁应变分析
13.4.5加固梁裂缝分析
13.4.6加固梁破坏模式分析
13.4.7加固梁延性分析
13.5内嵌预应力螺旋肋钢丝加固RC梁预应力水平研究
13.5.1试验过程
13.5.2截面混凝土应变分析
13.5.3受拉筋材应变分析
13.5.4跨中挠度分析
13.5.5承载力分析
13.5.6裂缝分析
13.5.7延性性能分析
13.6内嵌预应力螺旋肋钢丝加固RC梁理论研究
13.6.1试验梁受力过程分析
13.6.2加固梁正截面受弯承载力分析
13.6.3加固梁正截面受弯承载力计算
13.6.4加固梁预应力损失计算
13.6.5加固梁变形理论分析
13.6.6加固梁裂缝计算
13.6.7加固梁预应力水平分析
13.7内嵌预应力螺旋肋钢丝加固RC梁反拱有限元数值模拟
13.7.1建立模型
13.7.2划分网格
13.7.3预应力模拟
13.7.4加载及求解
13.7.5结果后处理
13.8内嵌CFRP筋-预应力螺旋肋钢丝加固RC梁试验研究
13.8.1试验参数
13.8.2加固方案
13.8.3试验过程
13.8.4结果分析
13.9本章小结
第4篇内嵌预应力筋材加固混凝土梁可靠性分析
第14章混凝土结构可靠度的基本理论
14.1可靠度计算方法
14.1.1一次二阶矩方法
14.1.2蒙特卡罗方法
14.2荷载的统计参数及概率分布类型
14.3结构构件抗力的不确定性因素及概率分布类型
14.3.1影响结构构件抗力的不确定性因素
14.3.2结构抗力的概率分布类型
14.4本章小结
第15章内嵌预应力筋材加固混凝土梁可靠性分析
15.1内嵌预应力筋材加固混凝土梁可靠性理论分析
15.1.1结构抗力的统计参数及其计算
15.1.2荷载效应的统计参数及其计算
15.1.3结构可靠度的计算
15.2内嵌预应力筋材加固混凝土梁可靠性试验分析
15.2.1混凝土梁变形能力分析
15.2.2纵筋与CFRP筋和螺旋肋钢丝应变曲线分析
15.2.3混凝土梁裂缝开展情况
15.3本章小结
第16章结论与展望
16.1结论
16.2展望
参考文献
符号一览表
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| 內容試閱：
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在土木工程、水利工程、交通运输工程等众多领域对已有构筑物的诊断、维修和加固是世界各国普遍关注的问题。由于材料老化、环境侵蚀等自然因素，设计失误、施工差错等人为过失，负荷加重、功能改变等使用要求，火灾、撞击、地震等灾害作用，以及设计规范的改进、安全储备的提高等原因，大量房屋建筑、桥梁、隧道与地下工程等需要维修与加固。
工程结构传统的加固方法主要包括增大截面法、外包钢法、粘钢法、预应力加固法、置换加固法、间接加固法等，这些加固方法具有费用较低、实践应用多、理论和技术较为成熟等优点。但传统加固法也有其无法弥补的不足，如增大截面法现场湿作业量大，周期较长，占用空间，影响美观； 外包钢法和粘钢法耐腐蚀性差； 预应力加固法施工难度大，且预应力损失难以估测； 间接加固法占用空间或改变空间且施工复杂等。纤维增强复合（fiber reinforced polymer，FRP）材料因具有轻质、高强、耐腐蚀等特性而备受加固界的关注，并已开展了大量的研究及工程应用工作。现有FRP加固方法主要包括外贴FRP布、外贴FRP板及内嵌FRP筋材等非预应力加固法，但非预应力FRP材料加固法易发生黏结剥离破坏，且材料的高强性能不能被有效利用，同时存在应变滞后现象，加固效果不够理想。采用内嵌预应力FRP筋材加固法，不仅能够充分发挥FRP材料的高强度优势，显著提高被加固构件力学性能，还能在一定程度上降低被加固构件的挠度变形，延迟裂缝出现，延缓裂缝开展。实际工程中，为降低维修加固成本，采用强度高、黏结性能好、造价较低的螺旋肋钢丝替代FRP筋材，进行内嵌预应力加固。为此，笔者提出内嵌预应力CFRP筋和内嵌预应力螺旋肋钢丝加固混凝土梁的思想，并利用自行研发的预应力张锚系统开展了相关试验研究和理论分析。
本书是笔者对近十几年来在内嵌预应力CFRP筋材及螺旋肋钢丝加固混凝土梁受弯性能方面研究成果的总结，主要包括4篇16章： 第1篇内嵌预应力筋材加固混凝土梁界面力学行为及黏结性能分析； 第2篇内嵌预应力筋材加固混凝土梁受弯性能理论分析； 第3篇内嵌预应力筋材加固混凝土梁受弯性能试验研究； 第4篇内嵌预应力筋材加固混凝土梁可靠性分析。四篇内容主要包括内嵌预应力筋材加固混凝土梁材料力学性能、内嵌预应力筋材加固混凝土梁界面力学行为、内嵌 CFRP 筋加固混凝土试件黏结性能研究、内嵌预应力筋材加固混凝土梁弯矩曲率关系分析、内嵌预应力筋材加固混凝土梁承载力分析、内嵌预应力筋材加固混凝土梁变形及裂缝验算、内嵌预应力筋材加固混凝土梁延性分析、内嵌预应力筋材加固混凝土梁受弯性能试验方案、预应力CFRP筋张拉锚固技术研究、内嵌预应力筋材加固混凝土梁试验研究、内嵌预应力混杂筋材加固混凝土梁试验研究、内嵌预应力螺旋肋钢丝加固混凝土梁试验研究、混凝土结构可靠度的基本理论、内嵌预应力筋材加固混凝土梁可靠性分析等。
本书由河南理工大学教授丁亚红统稿撰写、校核，河南理工大学博士后、新余学院讲师张美香参与编写。课题组成员徐平教授、张春生副教授，硕士研究生马艳洁、褚海全、郝慧敏、申崔红等参与了不同章节的整理工作。河南理工大学杨小林教授、王兴国教授，湖南工程学院曾宪桃教授，河南理工大学土木工程学院实验中心老师张素华、周淼等提供了室内试验及理论分析方面的指导和帮助，谨此致以衷心的感谢！同时，感谢本书引用文献的作者所做的前期研究工作。
本书的出版得到了国家自然科学基金资助项目（项目编号： 51108161）、河南省高等教育教学改革研究与实践项目（研究生教育类）（项目编号： 2021SJGLX022Y）的资助，在此表示感谢。
本书只是笔者近十几年来开展内嵌预应力筋材加固混凝土梁研究成果的汇总及浅陋之见，由于知识结构、认识水平与工程实践条件的限制，书中难免有差错和不妥之处，恳请各位同行专家、学者不吝批评指正，提出宝贵意见，以便笔者及时修订、更正和完善。
丁亚红
2023年11月
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