膠層厚度和初始應力對預應力CFRP片材加固梁界面溫度應力的影響研究.pdf

1、研究表明由于CFRP片材與混凝土、鋼筋的熱膨脹系數(shù)存在差異，當環(huán)境溫度發(fā)生變化時在加固結構的粘結界面將不可避免地產(chǎn)生溫度應力。而針對在溫度變化條件下不同厚度的粘結膠層和不同大小的初始應力對預應力CFRP片材加固混凝土梁界面溫度應力影響的研究較少。本試驗對粘結膠層厚度為2mm、4mm、6mm和初始應力為CFRP片材抗拉強度的10％、20%、30%的試驗梁進行溫度試驗，通過對試驗所測數(shù)據(jù)進行數(shù)值擬合與分析，同時結合理想粘結狀態(tài)下對加固試驗梁

2、的微元段的理論受力分析，尋求在溫度變化作用下構件的界面溫度應力的分布規(guī)律以及粘結膠層的厚度、初始應力大小對加固結構界面溫度應力的影響。研究結果表明：
　　1.對于不同的初始應力，相同粘結膠層厚度的試驗梁，初始應力越大，試驗梁的CFRP片材的應變沿梁分布的數(shù)值越大。而對于不同厚度的粘結膠層，相同初始應力的試驗梁，粘結膠層厚度越大，應變沿梁分布的數(shù)值越小。同時對于厚度為2mm、4mm的粘結膠層的試驗梁，其初始應力越大，試驗梁的CFRP

3、片材的應變發(fā)生急劇變化的區(qū)域越大。而膠層厚度為6mm的試驗梁CFRP片材應變沿梁變化相對穩(wěn)定，并無應變急劇變化區(qū)域。其應變變化速率也基本保持不變。
　　2.通過數(shù)值擬合得到了梁端的預應力CFRP片材應變與溫度變化關系式。關系曲線表明，在相同粘結膠層厚度的條件下，初始應力越小，試驗梁梁端CFRP片材應變數(shù)值越小，應變變化速率發(fā)生改變時對應的溫度則越高。在相同初始應力的條件下，粘結膠層厚度為4mm的試驗梁端CFRP片材的應變變化速率發(fā)

4、生改變時所對應的溫度最高。
　　3.由試驗結果與理論分析結果可知，同一初始應力條件下，粘結膠層的厚度越小，試驗梁的錨固端與跨中處的最大界面溫度應力越大。同一厚度的粘結膠層的條件下，初始預應力越大的試驗梁錨固端與跨中處所對應的最大界面溫度應力也越大。因而采用相同的粘結膠層厚度時，建議使用0.1P的初始應力來開展預應力CFRP片材對結構的加固。
　　4.在同一初始應力條件下，當溫度在0℃~20℃范圍內(nèi)變化時，粘結膠層厚度為4mm