有粘结预应力CFRP板加固锚固系统的开发及试验研究

摘要

随着社会经济的快速发展，人民的基本生产生活得到保障，人们对建筑提出了更高的要求，于是在大量新建建筑的同时，原来的建筑经过数十年后还需进行维修、加固、改造以满足社会需求。CFRP板以其轻质高强的材料性能广受加固工程的青睐，对CFRP板施加了预应力使其高强性能得以充分发挥。
　　本文在研制和完善张拉锚固设备的基础上，对CFRP板施加预应力并对6根不同加固条件的钢筋混凝土梁进行抗弯试验，主要研究内容和研究成果如下：
　　1．详细介绍了本文设计的张拉锚固设备的设计原理，通过试张拉以及静载试验对本套设备进行优化，总结了CFRP板施加预应力工艺，为工程CFRP板加固提供技术支持。通过试验比较了三种锚具的性能优劣，试验证明MJ1相比MJ2、MJ3具有更优性能，在整个静载试验过程中均没有出现CFRP板滑移现象，锚具锚固效果良好。
　　2．分析CFRP板预应力损失的影响因素，给出了预应力损失的计算公式，统计分析了试验中CFRP板预应力损失。计算结果比试验值偏小，有待进一步完善公式。
　　3．CFRP板加固提高了梁的屈服荷载和极限荷载，预应力CFRP板加固可有效提高梁的开裂荷载，随着预应力增大，提高效果越明显；CFRP板加固可明显提高梁的刚度，钢筋屈服后，CFRP板逐渐发挥高强作用，使得梁的刚度不会迅速下降；预应力度合适时，可使CFRP板加固梁破坏有明显征兆，以保证梁的延性。
　　4．钢筋屈服前，CFRP板和钢筋共同承受拉力，施加了预应力使得CFRP板的应力滞后明显得到改善，增大了CFRP板的利用率，充分发挥了CFRP板的高强性能，但预应力大小应控制在一定范围，建议张拉预应力度为0.4 f cfu~0.6 f cfu。
　　5．提出了加固梁承载力计算公式，具有较好的适用性；在配纤率较小的情况下，随着预应力的增大加固梁的破坏状态可从混凝土压碎的“超筋破坏”状态转为CFRP板断裂的“适筋破坏”状态。

目录

声明

第一章 绪论

1.1 引言

1.2 混凝土结构加固研究及现状

1.3 以往工作的不足

1.4 本文主要研究的内容

第二章 预应力CFRP板加固矩形梁试验设计

2.1 试验目的

2.2 试件设计

2.3 试验材料性能

2.4加固方案

2.5 测点布置

2.6 试验方案

2.7 承载能力的确定

2.8 本章小结

第三章 预应力CFRP张拉锚固装置的设计

3.1 CFRP板现有的锚固方式

3.2 锚具设计

3.3 张拉设备的设计

3.4 张拉仪器

3.5 预张拉设备调试

3.6 CFRP板预应力施加工艺

3.7 本章小结

第四章 CFRP板张拉试验及预应力损失分析

4.1 张拉试验现象

4.2 张拉试验数据分析

4.3 预应力CFRP加固钢筋混凝土梁的预应力损失计算

4.4计算结果与试验结果的对比

4.5 本章小结

第五章 预应力CFRP板加固钢筋混凝土梁抗弯试验研究

5.1 试验现象以及实验结果

5.2实验结果及结果分析

5.3 本章小结

第六章 预应力CFRP加固梁受弯理论计算

6.1 概述

6.2 承载力计算基本假定

6.3 破坏模式

6.4 正截面承载力计算

6.5 CFRP板预应力对破坏状态的影响

6.6 本章小结

第七章 结论与展望

7.1 结论

7.2 展望

参考文献

攻读学位期间所取得的相关科研成果

致谢