發(fā)布時(shí)間：2020-06-28 08:27

【摘要】：碳纖維復(fù)合材料,因其強(qiáng)度高、耐腐蝕的特性,在建筑加固領(lǐng)域得到了越來越廣泛的應(yīng)用。根據(jù)以往的文獻(xiàn)資料可知:在使用普通碳纖維材料進(jìn)行內(nèi)嵌加固時(shí),可以有效地提高構(gòu)件的抗彎承載力,但對(duì)提高正常使用狀態(tài)下的撓度和裂縫的作用有限,不能有效抑制裂縫的發(fā)展。在使用預(yù)應(yīng)力碳纖維材料進(jìn)行內(nèi)嵌加固時(shí),不僅可以有效地提高構(gòu)件的抗彎承載力,而且對(duì)構(gòu)件的抗裂性也有很大的提高,還可以充分利用碳纖維材料的高強(qiáng)性能這一特性。而在以往的加固方法中,大都在構(gòu)件的兩端進(jìn)行錨固和張拉,但由于實(shí)際構(gòu)件的兩端往往存在著柱子或者梁,致使其在實(shí)際工程中的使用存在著很大的困難。本文所使用的加固方法可以更好的應(yīng)用到實(shí)際工程中,彌補(bǔ)了實(shí)驗(yàn)室的單根梁的局限性。為了研究采用預(yù)應(yīng)力CFRP筋加固后的混凝土梁的抗彎性能,本文一共制作了6根試驗(yàn)梁,包括1根對(duì)比梁,5根加固梁,并相應(yīng)的開展以下工作:(1)使用本課題組自主研發(fā)的粘結(jié)式錨具與張拉錨固裝置進(jìn)行預(yù)應(yīng)力CFRP筋加固,在完成加固后,對(duì)三根加固梁進(jìn)行預(yù)應(yīng)力損失監(jiān)測,并對(duì)其進(jìn)行預(yù)應(yīng)力損失分析與計(jì)算,計(jì)算結(jié)果表明預(yù)應(yīng)力總損失值與試驗(yàn)值吻合良好。(2)對(duì)構(gòu)件進(jìn)行靜載試驗(yàn),對(duì)試驗(yàn)過程中的預(yù)應(yīng)力CFRP筋、受拉鋼筋、混凝土的荷載-應(yīng)變關(guān)系等相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄分析,對(duì)試驗(yàn)梁的破壞形態(tài)以及裂縫和撓度的發(fā)展過程進(jìn)行記錄分析,得到試驗(yàn)梁的開裂荷載、屈服荷載以及極限荷載等數(shù)據(jù),并對(duì)比分析在不同的受拉鋼筋配筋率和不同的預(yù)應(yīng)力水平下試驗(yàn)梁的抗彎性能效果。結(jié)果表明:采用預(yù)應(yīng)力CFRP筋加固后的混凝土梁其特征荷載得到了提高,裂縫的發(fā)展得到了抑制,試驗(yàn)梁的剛度得到了提高,撓度變形減小,為今后的預(yù)應(yīng)力CFRP筋加固混凝土梁的實(shí)際工程提供參考。(3)在試驗(yàn)研究的基礎(chǔ)上對(duì)加固梁進(jìn)行了ABAQUS有限元軟件模擬分析,分別對(duì)荷載-撓度曲線以及極限承載力的模擬值與試驗(yàn)值進(jìn)行了對(duì)比,并對(duì)對(duì)比結(jié)果進(jìn)行了分析。(4)在試驗(yàn)研究和有限元模擬分析的基礎(chǔ)上,推導(dǎo)出了極限承載力計(jì)算公式,并對(duì)構(gòu)件的極限承載力進(jìn)行了計(jì)算,計(jì)算結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果吻合良好;采用《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》中梁撓度計(jì)算公式計(jì)算試驗(yàn)梁的撓度,將理論值與試驗(yàn)值對(duì)比,誤差均在15%以內(nèi)。
【學(xué)位授予單位】：廣西科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TU375.1
【圖文】：

2.1 預(yù)應(yīng)力 CFRP 筋錨具本次試驗(yàn)所使用的錨具及張拉裝置都是本課題組自行設(shè)計(jì)的，錨具的設(shè)計(jì)參數(shù)主要是極限錨固長度和內(nèi)壁傾角，其中錨固長度分為 150mm、200mm、250mm，內(nèi)壁傾角分為 2°、3°和 4°。我們對(duì)其進(jìn)行了靜載試驗(yàn)的研究，研究結(jié)果顯示錨固長度和錨具內(nèi)壁傾角都會(huì)對(duì)錨具的錨固性能產(chǎn)生一定的影響。其中根據(jù)試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析可知：（1）當(dāng)錨具內(nèi)壁傾角一定時(shí)，極限破壞荷載隨錨固長度的增長而增加；而極限粘結(jié)強(qiáng)度在錨固長度達(dá)到一定長度后，其值不會(huì)再增加，反而會(huì)減��；（2）當(dāng)錨固長度一定時(shí)，極限破壞荷載和極限粘結(jié)強(qiáng)度隨錨具內(nèi)壁傾角的增大而增加，但較大的角度會(huì)使施工難度增加。本次加固所使用的錨具選用參數(shù)為內(nèi)壁傾角為 3°，錨固長度為 200mm 的粘接式錨具，其設(shè)計(jì)圖和實(shí)物圖如下圖 2-1 和 2-2 所示：

2.1 預(yù)應(yīng)力 CFRP 筋錨具本次試驗(yàn)所使用的錨具及張拉裝置都是本課題組自行設(shè)計(jì)的，錨具的設(shè)計(jì)參數(shù)主要是極限錨固長度和內(nèi)壁傾角，其中錨固長度分為 150mm、200mm、250mm，內(nèi)壁傾角分為 2°、3°和 4°。我們對(duì)其進(jìn)行了靜載試驗(yàn)的研究，研究結(jié)果顯示錨固長度和錨具內(nèi)壁傾角都會(huì)對(duì)錨具的錨固性能產(chǎn)生一定的影響。其中根據(jù)試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析可知：（1）當(dāng)錨具內(nèi)壁傾角一定時(shí)，極限破壞荷載隨錨固長度的增長而增加；而極限粘結(jié)強(qiáng)度在錨固長度達(dá)到一定長度后，其值不會(huì)再增加，反而會(huì)減��；（2）當(dāng)錨固長度一定時(shí)，極限破壞荷載和極限粘結(jié)強(qiáng)度隨錨具內(nèi)壁傾角的增大而增加，但較大的角度會(huì)使施工難度增加。本次加固所使用的錨具選用參數(shù)為內(nèi)壁傾角為 3°，錨固長度為 200mm 的粘接式錨具，其設(shè)計(jì)圖和實(shí)物圖如下圖 2-1 和 2-2 所示：

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