鋼筋砼梁正截面部分粘貼預應力碳纖維加固技術研究.pdf

1、CFRP作為一種新穎的高強、高性能結構材料在工程結構的加固中具有巨大的應用前景,但是,目前多采用非預應力普通粘貼CFRP,它尚具有明顯的缺點：加固用CFRP只有在被加固結構二次受荷、發(fā)生進一步變形之后才能逐步參與作用,加固效率較低；不能調整原結構的受力狀況,對結構正常使用狀態(tài)的性能改善極小。然而,迄今國內外對預應力CFRP加固技術的研究相對較少,相應的工程應用極少,根本的原因在于對CFRP的錨固、張拉等關鍵技術尚未得到較好的解決,從而影

2、響了預應力CFRP加周技術的研究及應用。本文結合獨創(chuàng)的預應力CFRP錨固張拉夾具,試驗驗證了這一技術的可行性,并結合梁構件的加固試驗,系統(tǒng)研究了預應力CFRP抗彎加固的各項性能,建立和完善了相應的設計分析理論,并針對加固混凝土受彎構件可加固性進行了分析,同時,撰寫成了本論文。現(xiàn)將文中主要內容簡述如下： 1.預應力CFRP加固混凝土染抗彎試驗研究 開展了7根混凝土梁的正截面抗彎加固試驗,對CFRP張拉預應力,最大初始張拉應

3、力達1202MPa驗證了錨固或張拉夾具的可靠性。試驗結果表明,預應力CFRP加固受彎構件,可使被加固構件產生反拱,有利于被加固構件恢復變形,推遲構件開裂,增加剛度；與非預應力加固相比,可大幅提高極限狀態(tài)下CFRP應力水平,從而增加被加固構件的正截面承載力；足夠大的初始張拉應力及良好的結構膠是CFRP高效受力的保障；在被加固結構的承載力出現(xiàn)較大提高的同時,變形能力不減反增；對試驗用CFRP,提出了初始預張應力及設計強度的建議值,在保證良好

4、的加固效率和結構性能的同時,加固后的構件將具有足夠的可靠性。 2.預應力CFRP加固鋼筋混凝土受彎構件的設計理論研究 對預應力CFRP加固受彎構件正截面按可能的破壞形態(tài)進行了歸納分類,建立了超筋破壞、部分超筋破壞、適筋破壞的承載力計算及其判斷方法,提出了按正常使用狀態(tài)和承載力極限狀態(tài)對CFRP主要設計參數(shù)進行控制、選擇的方法；提出了撓度變形計算建議,并對預應力CFRP加固受彎構件的延性特征建立了函數(shù)關系。分析結論表明：預

5、應力CFRP能使被加固構件恢復變形、閉合裂縫,可根據使用階段撓度恢復的目標對CFRP主要參數(shù)進行設計；預應力CFRP加固構件破壞形態(tài)不僅與CFRP面積有關還與CFRP的預應力度有關。預應力CFRP加固構件的適筋破壞是較為常見的破壞形態(tài),其承載力計算按本文提出的方法,計算精度更高；將CFRP的材料強度分項系數(shù)取定在與混凝土相近(γf=1.4)時被加固構件將具有不低于現(xiàn)行規(guī)范的可靠度；合理的CFRP預應力不僅可以加大被加固構件極限撓度、對其