基于预应力碳纤维技术的绿色结构加固方法试验研究

摘要

近年来，学术界及工程界大力提倡绿色建筑结构概念，其绿色理念具体体现在无论是建筑结构的材料、施工还是正常使用都能够真正节约自然资源，保护生态环境和减少污染，使建筑结构、自然环境和人类社会协调可持续发展。
　　预应力碳纤维片材加固是近年来新兴的一种体外预应力加固技术，亦是绿色的结构加固方法，它摆脱了纯粹依赖有机结构胶粘贴碳纤维片材的传统加固方式。从技术上克服了传统非预应力粘贴加固法对碳纤维片材材料强度利用率低，刚度加固提高有限，容易发生剥离破坏等诸多弊端，不但可以提高结构的极限承载能力，改善被加固结构构件受力性能，而且还可以提高构件的抗弯刚度，使表面原有裂缝缩小甚至闭合。
　　预应力碳纤维板加固系统是由碳纤维板材及相应的张拉机和锚具组成，它应当能够将碳板有效张拉至控制应力并长期稳定锚固。其加固系统机械性能的好坏关系预应力损失的大小，进而影响实际工程的加固效果。在长期荷载的作用下，碳纤维板材的徐变亦会引起预应力损失，对加固的长期效果产生一定的影响。
　　随着碳纤维片材加固技术的逐渐成熟和推广，国内对加固用碳纤维片材的需求量逐年增加。市场上有许多国内厂家生产的碳纤维板材销售，作为预应力碳纤维板加固技术的原材料，其力学行性能直接关系到加固的效果的好坏。而现今试验研究中大多采用进口的纤维产品，国产碳纤维板材的使用性能亟待实践检验。
　　作者运用课题组自主研制的预应力张拉和锚固机具对国产碳纤维板材的材料性能做了检测，考察了预应力碳纤维板加固系统的机械性能，测试了加固系统预应力损失的大小，运用光纤光栅传感元件对碳纤维板的徐变性能进行了长期的监测。试验结果表明该加固系统拥有良好的机械系能。作者提出了适用性较好的预应力碳纤维加固计算理论，并运用VB语言编制了计算软件，方便工程设计人员使用。另外作者还研制了一种以碱矿渣激发胶凝材料为主的无机植筋胶，该无机胶的使用可以代替化学锚栓将预应力锚具固定到砼结构中，以更好更全面地体现绿色结构加固的宗旨。

目录

文摘

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论文基本信息

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第1章 绪 论

1.1 课题背景

1.2 研究现状

1.2.1 传统结构加固技术的特点和研究现状

1.2.2 碳纤维片材加固技术的特点及存在的问题

1.2.3 预应力碳纤维片材加固技术研究现状

1.3 本文主要研究内容

第2章 碳纤维板材性试验

2.1 前言

2.2 试验材料

2.3 试验装置及过程

2.4 材性试验结果

2.5 本章小结

第3章 预应力碳纤维板加固系统的预应力损失试验研究

3.1 前言

3.2 预应力损失试验

3.2.1 试验装置

3.2.2 放张后产生的预应力损失σ1

3.2.3 锚固端碳纤维板滑移产生的预应力损失σ2

3.2.4 碳板长期徐变松弛造成的预应力损失σ3

3.3 本章小结

第4章 预应力碳纤维板加固计算方法及VB编程

4.1 前言

4.2 预应力碳纤维板加固结构计算理论

4.2.1 基本假定

4.2.2 加固计算中二次受力影响

4.2.3 构件屈服弯矩My计算

4.2.4 构件抗弯承载力Mu计算

4.2.5 构件挠度计算

4.3 预应力碳纤维板加固结构VB程序编制

4.3.1 预应力CFRP片材加固VB计算软件功能介绍

4.3.2 预应力CFRP片材加固VB计算软件编制原理

4.3.3 预应力CFRP片材加固VB计算软件运用

4.4 本章小结

第5章 一种新型无机结构胶的植筋性能试验研究

5.1 前言

5.2 材性试验

5.2.1 试验材料

5.2.2 无机胶配合比试验

5.2.2 无机胶植筋拉拔试验

5.3 本章小结

结论与展望

参考文献

致 谢

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