本书总结了作者团队对形状记忆合金（SMA）在土木工程加固领域中的大量试验和机理研究成果，明晰了SMA的力学性能、形状记忆效应及其预应力损失与疲劳性能，深入阐述了SMA加固结构的界面力学行为、加固构件的疲劳性能及协同工作机制，通过试验和理论解析厘清了SMA加固技术的工程技术应用思路。
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前言
第1章 绪论 1
1.1 引言 1
1.2 SMA材料性能 3
1.2.1 SMA形状记忆效应和超弹性 3
1.2.2 三种主要SMA的力学和物理性能 5
1.2.3 SMA工程应用举例 6
1.3 SMA加固结构的应用类型及研究 9
1.3.1 SMA粘贴加固 9
1.3.2 SMA缠绕加固 11
1.3.3 SMA嵌入加固 12
1.4 本章小结 12
参考文献 13
第2章 形状记忆合金的回复力机制 18
2.1 SMA回复力原理 18
2.2 SMA回复力研究现状 20
2.3 回复力试验方法 21
2.3.1 试验材料 21
2.3.2 试验方法 23
2.4 NiTi-SMA回复力研究 24
2.4.1 热处理对NiTi-SMA力学性质的影响 24
2.4.2 热处理对相变行为的影响 26
2.4.3 热处理对回复力的影响 27
2.4.4 预应变对回复力的影响 29
2.4.5 应力保持 33
2.4.6 低温对回复力的影响 34
2.4.7 讨论 34
2.5 NiTiNb-SMA回复力研究 37
2.5.1 微观结构 37
2.5.2 热处理对力学行为的影响 37
2.5.3 热处理对相变行为的影响 39
2.5.4 热处理对回复力的影响 40
2.5.5 预应变对回复力的影响 41
2.5.6 应力保持 44
2.5.7 低温对回复力的影响 45
2.5.8 讨论 46
2.6 Fe-SMA回复力研究 49
2.6.1 Fe-SMA的力学和相变行为 49
2.6.2 预应变对回复力的影响 49
2.6.3 应力保持 52
2.6.4 低温对回复力的影响 52
2.6.5 讨论 53
2.7 本章小结 54
参考文献 55
第3章 SMA粘贴与疲劳性能 58
3.1 SMA拔出试验研究 58
3.1.1 胶层中SMA丝的拔出行为 58
3.1.2 试验方法 59
3.1.3 试验结果 62
3.1.4 性能对比 69
3.2 SMA/钢界面性能研究 71
3.2.1 试验方法 72
3.2.2 界面剪应力与滑移数值计算 76
3.2.3 试验结果及性能对比 78
3.2.4 SMA/钢界面极限承载力 86
3.3 SMA材料的疲劳性能研究 89
3.3.1 NiTi-SMA板力学与回复力性能 89
3.3.2 试验方法 92
3.3.3 试验结果及性能对比 93
3.4 本章小结 97
参考文献 97
第4章 SMA加固带裂纹钢板研究 99
4.1 抗拉承载力试验与疲劳性能试验方案 99
4.1.1 试件制作 99
4.1.2 试验装置及试验方案 101
4.2 抗拉性能研究 102
4.2.1 荷载-位移关系 102
4.2.2 裂纹尖端应变发展规律 103
4.2.3 承载能力与极限位移 104
4.2.4 理论分析 105
4.3 疲劳性能研究 112
4.3.1 疲劳破坏模式 112
4.3.2 裂纹尖端应变发展规律 112
4.3.3 疲劳寿命 113
4.3.4 疲劳裂纹扩展 115
4.3.5 疲劳刚度退化 115
4.4 SMA/CFRP复合加固机理 116
4.5 本章小结 118
参考文献 119
第5章 SMA加固带裂纹钢梁研究 120
5.1 SMA加固钢梁抗弯承载力试验研究 120
5.1.1 试验设计 120
5.1.2 静载结果分析 123
5.2 加固钢梁理论计算 128
5.2.1 基本假定 128
5.2.2 裂纹尖端屈服弯矩与极限弯矩 128
5.2.3 模型验证 130
5.3 疲劳性能研究 131
5.3.1 试验设计 131
5.3.2 加载装置及测试程序 132
5.3.3 疲劳结果分析 132
5.4 本章小结 142
参考文献 143
第6章 SMA丝加固钢筋混凝土柱的试验研究及理论分析 144
6.1 预应力SMA丝加固钢筋混凝土柱试验研究 144
6.1.1 SMA丝选材与材料性能试验 144
6.1.2 混凝土材料及性能 150
6.1.3 钢筋材料及性能 150
6.1.4 试件设计与制作 151
6.1.5 加固方案与试验设计 152
6.1.6 结果与讨论 156
6.2 预应力SMA丝加固钢筋混凝土柱轴向承载力理论计算 167
6.2.1 钢筋混凝土柱侧向约束应力计算 167
6.2.2 Mander约束混凝土模型 169
6.2.3 钢筋混凝土柱侧向应变计算 170
6.2.4 预损伤对于承载力的影响 172
6.2.5 计算值与实测值对比 173
6.3 本章小结 173
参考文献 174
第7章 SMA和CFRP加固混凝土梁的抗弯性能研究 176
7.1 嵌入式SMA的回复性能研究 176
7.1.1 嵌入式SMA丝的锚具 176
7.1.2 回复力试验研究 178
7.1.3 PCM内SMA回复力试验研究 178
7.1.4 回复力试验结果分析 179
7.2 SMA/CFRP复合加固梁的抗弯性能研究 180
7.2.1 试验材料及其参数 180
7.2.2 混凝土梁的设计与制作 181
7.2.3 混凝土梁的SMA/CFRP复合加固过程 183
7.2.4 试验装置及加载方案 184
7.3 加固梁抗弯试验的结果与分析 185
7.3.1 加固梁的受力过程及破坏现象 185
7.3.2 试验梁力学行为及挠度分析 187
7.3.3 承载能力对比 189
7.3.4 延性分析 190
7.3.5 试件钢筋应变分析 191
7.3.6 试件CFRP布应变分析 191
7.4 SMA/CFRP复合加固梁极限弯矩的计算分析 193
7.4.1 加固梁极限弯矩的计算公式 193
7.4.2 加固梁的计算值与试验值比较 195
7.4.3 SMA和CFRP用量对加固梁极限弯矩的影响 196
7.5 本章小结 196
参考文献 197
第8章 工程案例 199
8.1 工程介绍 199
8.2 加固方案 200
8.2.1 裂纹成因与受力分析 200
8.2.2 加固方式 201
8.2.3 有限元分析 202
8.2.4 现场加固与仪器布设 204
8.3 结果与分析 210
8.3.1 现场测试 210
8.3.2 长期监测 212
8.4 本章小结 220
参考文献 220
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