持載作用后預(yù)應(yīng)力CFRP板加固RC梁的抗彎性能試驗研究

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1、廣東工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文（工學(xué)碩士）持載作用后預(yù)應(yīng)力CFRP板加固RC梁的抗彎性能試驗研究黃常開二○一八年五月分類號：G322.7學(xué)校代號：11845UDC：密級：學(xué)號：2111509001廣東工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文（工學(xué)碩士）持載作用后預(yù)應(yīng)力CFRP板加固RC梁的抗彎性能試驗研究黃常開指導(dǎo)教師姓名、職稱：鄧軍教授專業(yè)或領(lǐng)域名稱：結(jié)構(gòu)工程學(xué)生所屬學(xué)院：土木與交通工程學(xué)院論文答辯日期：2018年5月25日ADissertationSubmittedtoGuangdongUniversityofTechnologyfortheDegreeofMast

2、er（MasterofEngineeringScience）ExperimentalStudyonFlexuralbehaviorofRCbeamsStrengthenedwithPrestressedCFRPPlateafterSustainedLoadingCandidate:HuangChangkaiSupervisor:Prof.DengJunMay2018SchoolofCivilandTransportationEngineeringGuangdongUniversityofTechnologyGuangzhou,Guangdong

3、,P.R.China,510006摘要摘要目前，我國經(jīng)濟正處于快速發(fā)展的新時期，隨著經(jīng)濟的持續(xù)發(fā)展和人民生活水平的不斷提高，人們對建筑物和構(gòu)筑物的使用功能、壽命都提出了更高的要求。當(dāng)房屋或橋梁達到一定的服役年限，或因用途改變需增加承載能力，結(jié)構(gòu)出現(xiàn)不能或不適于繼續(xù)工作的情況時，首選的解決方案應(yīng)該是對結(jié)構(gòu)進行修復(fù)或加固處理。預(yù)應(yīng)力FRP加固技術(shù)能顯著提高鋼筋混凝土梁的抗彎剛度和承載力，能改善被加固受彎構(gòu)件在使用階段的工作性能，是近些年橋梁加固研究和應(yīng)用的熱點與重點。實際加固工程中，F(xiàn)RP材料的應(yīng)用貫穿于結(jié)構(gòu)的整個壽命周期。加固構(gòu)件常常處于持載的正

4、常使用狀態(tài)，因此，研究持載狀態(tài)下FRP材料加固構(gòu)件的受力性能十分有必要。本文共制作了8根鋼筋混凝土梁，采用力卡（Lica）預(yù)應(yīng)力CFRP加固系統(tǒng)對其進行預(yù)應(yīng)力加固試驗，并設(shè)計了加固梁的長期持載裝置。通過對加固梁進行長期持載試驗及持載后的抗彎性能試驗研究，對比分析了兩種預(yù)應(yīng)力水平（P20%、P40%）、兩種持載水平（S1、S2）和碳板所處不同環(huán)境（干燥、濕潤W）對加固梁抗彎性能的影響，總結(jié)了長期持載下加固梁的徐變撓度和CFRP應(yīng)變的變化規(guī)律，討論了持載后預(yù)應(yīng)力加固梁的破壞形態(tài)及CFRP板剝離對加固梁受力性能的影響，得出以下結(jié)論：（1）持載作用下，

5、混凝土徐變引起加固梁撓度的增加，撓度在持載的前期增長迅速，約150天后撓度趨于平穩(wěn)；而CFRP的應(yīng)變增長主要在持載前期15天左右，后期變化較小，力卡錨具的長期工作性能良好；碳板處于濕潤環(huán)境對加固梁的撓度和CFRP應(yīng)變影響較小。（2）持載后加固梁的破壞形態(tài)與非持載加固梁的破壞形態(tài)相似，為受壓區(qū)混凝土壓碎破壞；持載加固梁隨靜載荷載的增大，碳板膠層沿原有裂縫迅速剝離至碳板兩端，而力卡錨具的可靠性保證了持載后的預(yù)應(yīng)力加固效果，破壞時碳纖維板和錨具間未出現(xiàn)滑移現(xiàn)象，錨固性能良好。（3）持載作用后，加固梁的極限撓度增大，高持載水平作用360天后加固梁的極限

6、撓度與非持載加固梁相比增大了10.7%；碳板濕潤環(huán)境對低預(yù)應(yīng)力加固梁的極限撓度基本沒有影響。（4）持載與碳板濕潤環(huán)境均對加固梁的屈服荷載和極限荷載基本沒有影響，力卡預(yù)應(yīng)力CFRP加固系統(tǒng)的長期效果較好。I廣東工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文（5）持載后，碳板膠層粘結(jié)性能下降，持載加固梁在相同靜載荷載下的跨中CFRP應(yīng)變較非持載加固梁的應(yīng)變減小，碳板沿有效粘結(jié)長度方向的應(yīng)力分配均勻，持載后加固梁的碳板各測點應(yīng)變曲線呈一直線，與非持載加固梁中碳板應(yīng)力集中在跨中不同。（6）本文對持載后預(yù)應(yīng)力CFRP板加固鋼筋混凝土梁的慣性矩進行了分析，并對加固梁的開裂彎矩、撓度

7、和極限彎矩進行了分析，理論計算得到的理論計算值與靜載試驗得到的試驗值吻合良好。關(guān)鍵詞:預(yù)應(yīng)力加固；持載；鋼筋混凝土梁；CFRP板；抗彎性能*本文所完成的工作屬于廣州市科技計劃項目：城市橋梁檢測與加固關(guān)鍵技術(shù)研究與產(chǎn)業(yè)化的部分研究內(nèi)容IIABSTRACTABSTRACTAtpresent,alongwiththecontinuousdevelopmentofnationaleconomyandtheimprovementofpeople’slivingstandards,peoplehaveraisehigherclaimtotheusefunc

8、tionsandservicelifeofbuildingsandstructures.Whenthehouseorbridgehasreacheda