預應力CFRP板加固混凝土梁試驗與理論研究.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、抗腐蝕性和耐久性好、施工方便等優(yōu)點。但普通FRP板加固梁時無法充分利用FRP板的高強度，對FRP板施加預應力則可以較好地解決這個問題。 本文通過試驗研究和理論分析，對CFRP板與混凝土之間的粘結性能、CFRP板預應力錨具、預應力CFRP板加固混凝土梁的受力性能、預應力CFRP板加固混凝土梁的非線性有限元分析、預應力

2、CFRP板加固混凝土梁的設計理論進行了較為深入、系統(tǒng)的研究，研究工作主要包括： 第一部分，進行了CFRP板雙面剪切試驗，研究了CFRP板與混凝土之間的粘結性能，分析了混凝土強度、CFRP板寬度、機械錨固措施等因素對粘結強度、粘結應力分布的影響，研究表明：CFRP板與混凝土之間的粘結強度與混凝土強度成正比，與CFRP板的寬度成反比，10mm寬CFRP板的粘結強度比50mm寬CFRP板高82％。在試驗的基礎上提出了CFRP板與混凝土

3、抗剪粘結強度的沒計建議，同時給出了部分試件荷載-滑移特性、CFRP板粘結應力分布特性的擬合曲線，為今后CFRP板與混凝土粘結性能的理論分析提供了理論基礎。 第二部分，研制了一種適合于CFRP板的預應力錨具，該錨具結構簡單合理，易于操作，張拉控制應力可達到1500MPa。進行了預應力CFRP板加固混凝土梁試驗，研究了預應力CFRP板加固混凝土梁的受力性能，分析了張拉控制應力、CFRP板的寬度以及配筋率等因素對CFRP板加固混凝土梁

4、受力性能的影響。研究表明：預應力CFRP板的加固效果明顯好于非預應力CFRP板，預應力CFRP板對開裂荷載和極限荷載的提高程度最高達到104％和133％，高于非預應力CFRP板的14％和68％；預應力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板預應力錨具和預應力CFRP板加固混凝土梁試驗在國內均屬首次。 第三部分，利用大型商用軟件ANSYS，考慮了混凝土的開裂、非線性本構關系以及鋼筋屈服等非線性因素，

5、對預應力CFRP板加固混凝土梁進行了非線性有限元分析，計算結果與試驗值吻合良好。在此基礎上對預應力CFRP板加固混凝土梁進行了參數(shù)分析，進一步研究了張拉控制應力、CFRP板的寬度、配筋率以及混凝土強度等因素對預應力CFRP板加固混凝土梁受力性能的影響。 第四部分，基于本文試驗結果、參數(shù)分析結果以及國內外相關試驗結果，對預應力CFRP板加固混凝土梁的設計理論進行了研究。首先提出了預應力CFRP板加固混凝土梁抗裂度的設計建議；然后在