预应力碳纤维布加固混凝土梁受弯性能的试验研究

摘要

混凝土结构加固将成为建筑业新的热点，各种加固方法也应运而生。并得到广泛应用。碳纤维增强塑料补强加固混凝土结构技术作为一种新兴的、技术含量高的建筑物补强加固方法，具有耐腐蚀、施工简便快捷、几乎不改变构件原尺寸等特点有很高的推广价值和巨大的社会经济效益。但是非预应力碳纤维布加固钢筋混凝土梁时，当碳纤维布的强度还不很大时，混凝土裂缝已经很大，不能满足结构正常使用状态下的裂缝要求，碳纤维布强度得不到充分发挥。本文对现有的加固技术进行了介绍，综述了碳纤维增强塑料的应用现状与将来的发展，探讨了碳纤维增强塑料加固钢筋混凝土结构的优点与缺陷，提出可以通过对碳纤维布施加预应力克服碳纤维布加固的缺陷，并阐述了国内外研究现状，提出了本文的研究内容。 将碳纤维布预先张拉后粘结到混凝土梁底面，可以进一步提高梁的加固效果。预应力加固纤维布的相关研究有限，为了进一步了解预应力加固梁的受力性能，最大程度的发挥碳纤维布轻便、易于施工、耐久性好的特点，还需要大量的工作。本文主要用试验方法研究预应力碳纤维布加固钢筋混凝土梁的抗弯性能。 本研究把9根长度为1.8米的钢筋混凝土梁分成2组，对相同条件下预应力加固梁与非预应力加固梁的工作性能进行了比较，并考虑了不同的锚固型式以及预应力的变化对梁承载力的影响。提出了开裂荷载、屈服荷载以及正截面抗弯承载力的计算公式和极限贴布率，分析了预应力加固梁的刚度变化过程。试验发现，预应力加固提高了梁在使用阶段的工作性能以及梁的极限承载力。相比非预应力加固梁，预应力加固梁提高了钢筋屈服荷载并且有效的抑制了裂缝的出现和开展。

目录

文摘

英文文摘

声明

第1章概述

1.1课题研究的背景及意义

1.2混凝土结构加固技术现状概述

1.3碳纤维增强塑料加固技术的优缺点

1.4预应力碳纤维布的加固特点

1.5预应力碳纤维布加固技术的研究现状

1.5.1预应力碳纤维布加固梁时预应力的施加方法

1.5.2预应力碳纤维布加固技术国外研究现状

1.5.3预应力碳纤维布加固技术国内的研究现状

1.6本文主要研究内容

第2章预应力碳纤维布加固梁的受弯性能试验

2.1 CFRP布张拉机具和施工工艺

2.1.1张拉系统(夹具锚)的组成

2.1.2夹具锚系统的工作原理

2.1.3预应力CFRP布的施工工艺

2.2试验方案设计

2.2.1试验梁的设计

2.2.2材料选择

2.2.3非预应力碳纤维布加固方案

2.2.4预应力碳纤维布加固方案

2.3试验方案

2.3.1试验梁的应变片布置

2.3.2加载过程

2.3.3试验装置及试验测量的参数内容

2.3.4试验加载终止判定

2.4本章小结

第3章试验结果及分析

3.1试验梁的破坏特征

3.1.1非预应力加固梁试验现象

3.1.2预应力加固梁试验现象

3.2试验梁的正截面承载力分析

3.3混凝土梁的刚度(荷载～挠度曲线)分析

3.3.1非预应力加固梁的荷载～挠度曲线

3.3.2预应力加固梁的荷载～挠度曲线

3.4试验梁的应变分析

3.4.1混凝土沿截面高度的应变

3.4.2碳纤维布的应变

3.5试验梁的裂缝分析

3.5.1裂缝的出现和发展

3.5.2加固对梁裂缝的影响

3.6本章小结

第4章预应力碳纤维加固混凝土梁的正截面承载力计算

4.1影响预应力的因素

4.2预应力碳纤维加固梁的破坏形态

4.3受力过程

4.4预应力碳纤维加固梁的正截面承载力计算

4.4.1基本假定

4.4.2预应力碳纤维布加固梁各阶段的应力分析

4.5碳纤维加固梁的极限贴布率的推导及分析

4.6本章小结

第5章总结及展望

5.1全文总结

5.2展望

致谢

参考文献

个人简历、申请学位期间的研究成果及发表的论文