預應力CFRP板加固鋼筋混凝土梁的長期預應力損失試驗研究.pdf

1、預應力碳纖維增強復合材料（Carbon Fiber Reinforced Polymer，簡稱CFRP）加固鋼筋混凝土梁，能有效發(fā)揮復合材料高強、輕質等優(yōu)點，同時還可以提高材料的利用率。相比非預應力CFRP片材加固鋼筋混凝土梁，預應力CFRP片材能顯著提高鋼筋混凝土梁的抗彎剛度和承載力，減少裂縫，改善工作性能。
　　研究預應力CFRP片材加固時，預應力損失是不可忽略的重要指標，預應力損失的大小往往會直接影響加固效果。本文采用光纖光

2、柵傳感器（FBG）監(jiān)測12根鋼筋混凝土加固梁CFRP板的預應力損失，并從理論分析預應力損失的組成，將試驗結果與理論計算得到的結果進行對比分析。同時，針對錨具的形式（力卡錨具和平板錨），梁的類型（大尺寸 T梁和小尺寸矩形梁）等對比研究了預應力的損失。此外，設計了加固梁的持載試驗，監(jiān)測加固梁在兩種預應力水平、兩種持載水平和碳纖維板所處不同環(huán)境（干燥和濕潤）下的受力性能，探討了加固梁的撓度變化規(guī)律，CFRP板的應變分布和混凝土的應變變化。主要

3、的研究內容與結論如下：
　?。?）試驗研究采用平板錨加固不同預應力水平的梁，中短期的預應力損失均在3％左右，損失集中在碳纖維板靠近張拉端端部。力卡錨具系統(tǒng)加固的矩形梁在加固7d后的累計損失量為6.07%~10.96%。試驗結果表明，平板錨加固法因二次緊固效果，預應力損失較小，而且預應力瞬時損失與緊固螺母的緊固效果密切相關，工程實踐中應設置平板錨夾緊碳板，放張前卡緊螺母。
　?。?）監(jiān)測兩根不同預應力水平大尺寸T梁的預應力損失

4、，試驗結果表明90d后預應力損失均在5%以下。采用預應力損失的理論計算公式驗證T梁長期預應力損失，發(fā)現(xiàn)TP20%的理論損失比試驗值偏小，TP40%的理論損失比試驗值偏大。對比分析T梁與矩形梁中短期試驗的預應力損失，結果表明T梁在7d內的累計損失在5%以內，矩形梁的平均損失在8%左右。
　?。?）設計了加固梁的持載試驗，研究了持載下加固梁的撓度，CFRP板應變，混凝土應變變化規(guī)律。對比分析在不同持載水平、預應力水平作用下，以及碳纖維

5、板干濕環(huán)境作用下有關參數的變化。試驗結果表明：提高CFRP板的預應力水平可以提高鋼筋混凝土梁的剛度，進一步減小加固梁的撓度。碳板處于濕潤環(huán)境對梁的撓度影響較小。
　?。?）通過持載試驗研究，定量分析了加固梁的裂縫數量、長度和寬度，研究不同預應力水平對加固梁裂縫發(fā)展的影響。重點分析持載下CFRP板應變分布隨時間變化規(guī)律，同時發(fā)現(xiàn)混凝土應變在4個月后趨于穩(wěn)定。參考加固梁的徐變撓度隨時間變化公式，與試驗值做了對比分析，根據對比結果給出了