預(yù)應(yīng)力CFRP板加固鋼筋混凝土梁的長期預(yù)應(yīng)力損失試驗(yàn)研究.pdf

1、預(yù)應(yīng)力碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料（Carbon Fiber Reinforced Polymer，簡稱CFRP）加固鋼筋混凝土梁，能有效發(fā)揮復(fù)合材料高強(qiáng)、輕質(zhì)等優(yōu)點(diǎn)，同時還可以提高材料的利用率。相比非預(yù)應(yīng)力CFRP片材加固鋼筋混凝土梁，預(yù)應(yīng)力CFRP片材能顯著提高鋼筋混凝土梁的抗彎剛度和承載力，減少裂縫，改善工作性能。
　　研究預(yù)應(yīng)力CFRP片材加固時，預(yù)應(yīng)力損失是不可忽略的重要指標(biāo)，預(yù)應(yīng)力損失的大小往往會直接影響加固效果。本文采用光纖光

2、柵傳感器（FBG）監(jiān)測12根鋼筋混凝土加固梁CFRP板的預(yù)應(yīng)力損失，并從理論分析預(yù)應(yīng)力損失的組成，將試驗(yàn)結(jié)果與理論計算得到的結(jié)果進(jìn)行對比分析。同時，針對錨具的形式（力卡錨具和平板錨），梁的類型（大尺寸 T梁和小尺寸矩形梁）等對比研究了預(yù)應(yīng)力的損失。此外，設(shè)計了加固梁的持載試驗(yàn)，監(jiān)測加固梁在兩種預(yù)應(yīng)力水平、兩種持載水平和碳纖維板所處不同環(huán)境（干燥和濕潤）下的受力性能，探討了加固梁的撓度變化規(guī)律，CFRP板的應(yīng)變分布和混凝土的應(yīng)變變化。主要

3、的研究內(nèi)容與結(jié)論如下：
　　（1）試驗(yàn)研究采用平板錨加固不同預(yù)應(yīng)力水平的梁，中短期的預(yù)應(yīng)力損失均在3％左右，損失集中在碳纖維板靠近張拉端端部。力卡錨具系統(tǒng)加固的矩形梁在加固7d后的累計損失量為6.07%~10.96%。試驗(yàn)結(jié)果表明，平板錨加固法因二次緊固效果，預(yù)應(yīng)力損失較小，而且預(yù)應(yīng)力瞬時損失與緊固螺母的緊固效果密切相關(guān)，工程實(shí)踐中應(yīng)設(shè)置平板錨夾緊碳板，放張前卡緊螺母。
　?。?）監(jiān)測兩根不同預(yù)應(yīng)力水平大尺寸T梁的預(yù)應(yīng)力損失

4、，試驗(yàn)結(jié)果表明90d后預(yù)應(yīng)力損失均在5%以下。采用預(yù)應(yīng)力損失的理論計算公式驗(yàn)證T梁長期預(yù)應(yīng)力損失，發(fā)現(xiàn)TP20%的理論損失比試驗(yàn)值偏小，TP40%的理論損失比試驗(yàn)值偏大。對比分析T梁與矩形梁中短期試驗(yàn)的預(yù)應(yīng)力損失，結(jié)果表明T梁在7d內(nèi)的累計損失在5%以內(nèi)，矩形梁的平均損失在8%左右。
　?。?）設(shè)計了加固梁的持載試驗(yàn)，研究了持載下加固梁的撓度，CFRP板應(yīng)變，混凝土應(yīng)變變化規(guī)律。對比分析在不同持載水平、預(yù)應(yīng)力水平作用下，以及碳纖維

5、板干濕環(huán)境作用下有關(guān)參數(shù)的變化。試驗(yàn)結(jié)果表明：提高CFRP板的預(yù)應(yīng)力水平可以提高鋼筋混凝土梁的剛度，進(jìn)一步減小加固梁的撓度。碳板處于濕潤環(huán)境對梁的撓度影響較小。
　?。?）通過持載試驗(yàn)研究，定量分析了加固梁的裂縫數(shù)量、長度和寬度，研究不同預(yù)應(yīng)力水平對加固梁裂縫發(fā)展的影響。重點(diǎn)分析持載下CFRP板應(yīng)變分布隨時間變化規(guī)律，同時發(fā)現(xiàn)混凝土應(yīng)變在4個月后趨于穩(wěn)定。參考加固梁的徐變撓度隨時間變化公式，與試驗(yàn)值做了對比分析，根據(jù)對比結(jié)果給出了