預(yù)應(yīng)力碳纖維布(CFS)加固受彎構(gòu)件試驗與應(yīng)用研究.pdf

1、預(yù)應(yīng)力碳纖維布加固技術(shù)具有很多優(yōu)點，是很有效的一種加固技術(shù)，但目前應(yīng)用該項技術(shù)的實際工程并不多，主要原因是一些關(guān)鍵性的技術(shù)問題仍沒有解決，如：沒有適合施工現(xiàn)場使用的成套張拉機具、對預(yù)應(yīng)力張拉控制應(yīng)力限值的確定、預(yù)應(yīng)力損失的計算以及預(yù)應(yīng)力碳纖維布的端部錨固問題等等。本論文結(jié)合這些技術(shù)問題進行了研究，力圖解決阻礙預(yù)應(yīng)力碳纖維布加固技術(shù)應(yīng)用的難點問題。
　　 本文的主要研究內(nèi)容和創(chuàng)新工作如下：
　　 1.在對國內(nèi)外已有的對碳纖

2、維布施加預(yù)應(yīng)力的方法進行系統(tǒng)分析比較的基礎(chǔ)上，選擇利用混凝土受彎構(gòu)件自身作為張拉臺座的后張法思路，設(shè)計制作了全套預(yù)應(yīng)力碳纖維布張拉機具。該套機具采用性能優(yōu)良的手動千斤頂張拉碳纖維布，可以在碳纖維布中建立準(zhǔn)確的預(yù)應(yīng)力值，符合現(xiàn)場施工的操作習(xí)慣；設(shè)計的插入式錨具能可靠錨固碳纖維布，確保張拉時碳纖維布受力均勻；反力架等工具式組件制作簡單，可靠耐用，并可以反復(fù)利用，能適應(yīng)現(xiàn)場施工的惡劣環(huán)境；張拉結(jié)束拆除張拉機具，被加固的構(gòu)件從外觀和普通碳纖維布

3、加固的構(gòu)件外觀沒有區(qū)別；全套機具重量不超過15kg，制作簡單且造價低。
　　 2.結(jié)合張拉控制應(yīng)力取值的一般原則、張拉方法及加固后混凝土受彎構(gòu)件的延性分析，確定了合理的碳纖維布張拉控制應(yīng)力。提出在采用本文張拉機具及方法張拉碳纖維布的條件下，碳纖維布張拉控制應(yīng)力限值取0.45fcfk，基本上可以同時滿足在碳纖維布中建立有效預(yù)應(yīng)力、張拉過程中碳纖維布不出現(xiàn)破壞、被加固構(gòu)件破壞時具有充分延性且碳纖維布強度能充分利用等條件。
　　

4、 3.對預(yù)應(yīng)力碳纖維布的各項可能發(fā)生的預(yù)應(yīng)力損失進行分析，參考現(xiàn)行混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范等提出預(yù)應(yīng)力損失計算方法，其中，對碳纖維布應(yīng)力松弛及結(jié)構(gòu)膠蠕變引起的預(yù)應(yīng)力損失計算方法是在試驗研究的基礎(chǔ)上提出的。通過分析研究，明確了在采用本文張拉機具、方法條件下，預(yù)應(yīng)力碳纖維布加固混凝土受彎構(gòu)件的預(yù)應(yīng)力損失由錨具變形和碳纖維布回縮引起的預(yù)應(yīng)力損失σ11、碳纖維布松弛引起的預(yù)應(yīng)力損失σ14、混凝土收縮徐變引起的預(yù)應(yīng)力損失σ15以及混凝土彈性壓縮引起的

5、預(yù)應(yīng)力損失σ16等組成。
　　 4.對碳纖維布-混凝土界面的細部結(jié)構(gòu)進行分析，明確了正常的剝離破壞是混凝土剝離破壞而非膠層剝離破壞的概念；引入膠黏理論分析了膠層厚度對膠層剝離破壞強度的影響，指出在施工質(zhì)量得以保證的前提下及混凝土面不漏膠的情況下，膠層越薄，界面粘結(jié)強度越高。根據(jù)這個概念，提出在對碳纖維布-混凝土界面進行應(yīng)力分析時，不應(yīng)考慮膠層厚度參數(shù)而應(yīng)考慮保護層混凝土厚度的分析方法；在此基礎(chǔ)上，對預(yù)應(yīng)力碳纖維布加固的受彎構(gòu)件受

6、力全過程的界面應(yīng)力分布情況作了分析并作公式推導(dǎo)。
　　 5.分析鋼筋對保護層混凝土的削弱作用，對已有的面內(nèi)剪切試驗?zāi)Ｐ瓦M行改進，深入探討端部錨固區(qū)剝離發(fā)生的機理，推導(dǎo)了有效錨固長度計算公式、剝離承載力計算公式。推導(dǎo)的計算公式概念清楚，各參數(shù)意義明確，計算結(jié)果與已有試驗結(jié)果符合較好，改進的模型可以很好地解釋剝離破壞現(xiàn)象。根據(jù)剝離破壞機理，提出預(yù)應(yīng)力碳纖維布端部錨固加強措施。
　　 6.用研制的張拉機具對碳纖維布施加了預(yù)應(yīng)力