氯離子環(huán)境下預應力CFRP加固RC梁抗彎性能研究.pdf

1、在沿海地區(qū)，在役橋梁和碼頭平臺要經受氯鹽腐蝕、荷載和干濕循環(huán)等復雜因素作用，造成其鋼筋混凝土（RC）構件出現鋼筋銹蝕、混凝土開裂和保護層剝落等損傷，導致這些結構存在一定的安全隱患。碳纖維增強復合材料（Carbon Fiber Reinforced Polymer，簡稱CFRP）由于具備重量輕、強度高、耐腐蝕、耐疲勞、施工方便等優(yōu)點，正被廣泛地應用于鋼筋混凝土結構的加固工程中。與傳統(tǒng)CFRP加固技術相比，預應力 CFRP加固能更好地發(fā)揮纖

2、維片材的高強抗拉性能，顯著改善受損加固構件的開裂和變形，進一步提高加固效果。然而，目前國內外對預應力CFRP加固腐蝕 RC受彎構件的研究還相當欠缺，鮮見關于氯離子腐蝕對加固構件CFRP預應力損失及其抗彎性能影響的報導。為此，本研究以氯離子環(huán)境中預應力CFRP加固RC梁為對象，采用實驗研究和理論分析相結合的方法，探索該類腐蝕環(huán)境條件下CFRP預應力的損失規(guī)律和加固構件的抗彎性能。本文的主要研究內容和結論如下：
　?。?）自主設計和制

3、作了一種新型預應力CFRP布張拉設備（已獲得中國發(fā)明專利授權，發(fā)明專利授權號：201610079794.4）。該預應力設備在CFRP布張拉過程中施力均勻、不會對纖維布造成損傷，又能很好錨固纖維布，減少預應力水平損失。另外，該預應力設備能給 CFRP布施加較大的預應力水平，且解決了張拉過程出現的偏心問題。
　　（2）利用自主發(fā)明的預應力張拉設備對CFRP分別施加預應力水平7.5％和15%的預應力，將其粘結于RC梁表面，并對氯離子環(huán)境

4、下預應力CFRP加固RC梁的預應力損失規(guī)律進行了實驗研究和理論分析。在對監(jiān)測結果進行分析處理的基礎上，提出了預應力損失過程中不同階段對應的預應力損失計算公式，并提出了氯離子環(huán)境腐蝕作用的折減系數，為探明預應力CFRP加固構件的預應力損失規(guī)律打下了堅實的基礎。
　?。?）通過氯離子環(huán)境下預應力CFRP加固RC梁的四點彎曲靜力實驗，研究了氯離子環(huán)境和CFRP預應力水平對加固梁的破壞模式、荷載-撓度規(guī)律、CFRP應變演化規(guī)律和抗彎承載力

5、的影響。研究結果表明：預應力CFRP加固可以有效的提高構件的開裂荷載、屈服荷載和極限荷載，同時降低結構的變形，有利于結構的安全性；在氯離子環(huán)境的腐蝕作用下，其破壞模式也會發(fā)生變化。
　?。?）結合加固梁的靜力實驗結果，對氯離子環(huán)境下預應力CFRP加固RC梁的抗彎性能進行了理論分析。綜合考慮腐蝕環(huán)境和CFRP預應力的影響，引入腐蝕環(huán)境折減系數，建立了氯離子環(huán)境下預應力CFRP加固RC梁抗彎承載力計算公式，研究結果表明：利用本研究提出