預(yù)應(yīng)力CFRP板加固混凝土梁試驗(yàn)與理論研究.pdf

1、FRP板加固法是一種新型的加固方法。與傳統(tǒng)的加固方法相比，該方法具有加固效果好、體積和自重小、沒有不必要的焊接節(jié)點(diǎn)、抗腐蝕性和耐久性好、施工方便等優(yōu)點(diǎn)。但普通FRP板加固梁時(shí)無法充分利用FRP板的高強(qiáng)度，對(duì)FRP板施加預(yù)應(yīng)力則可以較好地解決這個(gè)問題。 本文通過試驗(yàn)研究和理論分析，對(duì)CFRP板與混凝土之間的粘結(jié)性能、CFRP板預(yù)應(yīng)力錨具、預(yù)應(yīng)力CFRP板加固混凝土梁的受力性能、預(yù)應(yīng)力CFRP板加固混凝土梁的非線性有限元分析、預(yù)應(yīng)力

2、CFRP板加固混凝土梁的設(shè)計(jì)理論進(jìn)行了較為深入、系統(tǒng)的研究，研究工作主要包括： 第一部分，進(jìn)行了CFRP板雙面剪切試驗(yàn)，研究了CFRP板與混凝土之間的粘結(jié)性能，分析了混凝土強(qiáng)度、CFRP板寬度、機(jī)械錨固措施等因素對(duì)粘結(jié)強(qiáng)度、粘結(jié)應(yīng)力分布的影響，研究表明：CFRP板與混凝土之間的粘結(jié)強(qiáng)度與混凝土強(qiáng)度成正比，與CFRP板的寬度成反比，10mm寬CFRP板的粘結(jié)強(qiáng)度比50mm寬CFRP板高82％。在試驗(yàn)的基礎(chǔ)上提出了CFRP板與混凝土

3、抗剪粘結(jié)強(qiáng)度的沒計(jì)建議，同時(shí)給出了部分試件荷載-滑移特性、CFRP板粘結(jié)應(yīng)力分布特性的擬合曲線，為今后CFRP板與混凝土粘結(jié)性能的理論分析提供了理論基礎(chǔ)。 第二部分，研制了一種適合于CFRP板的預(yù)應(yīng)力錨具，該錨具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單合理，易于操作，張拉控制應(yīng)力可達(dá)到1500MPa。進(jìn)行了預(yù)應(yīng)力CFRP板加固混凝土梁試驗(yàn)，研究了預(yù)應(yīng)力CFRP板加固混凝土梁的受力性能，分析了張拉控制應(yīng)力、CFRP板的寬度以及配筋率等因素對(duì)CFRP板加固混凝土梁

4、受力性能的影響。研究表明：預(yù)應(yīng)力CFRP板的加固效果明顯好于非預(yù)應(yīng)力CFRP板，預(yù)應(yīng)力CFRP板對(duì)開裂荷載和極限荷載的提高程度最高達(dá)到104％和133％，高于非預(yù)應(yīng)力CFRP板的14％和68％；預(yù)應(yīng)力CFRP板能使正常使用極限狀態(tài)下梁的變形減小21％。本文研制的CFRP板預(yù)應(yīng)力錨具和預(yù)應(yīng)力CFRP板加固混凝土梁試驗(yàn)在國(guó)內(nèi)均屬首次。 第三部分，利用大型商用軟件ANSYS，考慮了混凝土的開裂、非線性本構(gòu)關(guān)系以及鋼筋屈服等非線性因素，

5、對(duì)預(yù)應(yīng)力CFRP板加固混凝土梁進(jìn)行了非線性有限元分析，計(jì)算結(jié)果與試驗(yàn)值吻合良好。在此基礎(chǔ)上對(duì)預(yù)應(yīng)力CFRP板加固混凝土梁進(jìn)行了參數(shù)分析，進(jìn)一步研究了張拉控制應(yīng)力、CFRP板的寬度、配筋率以及混凝土強(qiáng)度等因素對(duì)預(yù)應(yīng)力CFRP板加固混凝土梁受力性能的影響。 第四部分，基于本文試驗(yàn)結(jié)果、參數(shù)分析結(jié)果以及國(guó)內(nèi)外相關(guān)試驗(yàn)結(jié)果，對(duì)預(yù)應(yīng)力CFRP板加固混凝土梁的設(shè)計(jì)理論進(jìn)行了研究。首先提出了預(yù)應(yīng)力CFRP板加固混凝土梁抗裂度的設(shè)計(jì)建議；然后在