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预应力碳纤维板加固混凝土梁结构

文章出处:人气:-发表时间:2020-08-31 15:02【

预应力加固

  FRP加固混凝土构件时,虽然承受较大的荷载,但钢筋往往会屈服,混凝土会被碾碎。换句话说,玻璃钢材料没有充分发挥其拉伸能力,而且由于胶水的过早打开,往往会提前退出。施加预应力可以降低钢筋和混凝土的应力,减小挠度,使FRP能充分发挥其潜力。

  

  

  普通FRP筋只能承受加固后的活荷载,而不能承受当时的静载,故称为被动配筋。预应力FRP加固不仅可以提高构件的承载能力,而且可以有效地控制裂缝的数量和宽度,避免过早的撕裂。但由于其极限拉应变较小(约0.15%),在拉伸过程中会消耗部分变形,因此预应力水平受到限制。

  

  

  到目前为止,对FRP预应力的研究主要集中在外粘结法上。在不同的预应力体系下,加固后构件的性能提高,抗弯性能提高,温度的影响和破坏方式的改变。预应力FRP筋不仅能显着提高承载力,而且能改善疲劳性能。

  

  

  预应力FRP筋的埋设方法可以避免FRP的早期开裂,提高FRP的开裂弯矩和弯矩,有效地控制裂缝宽度。

  

  

  预应力损失

  

  

  CFRP材料的预应力损失达35%。但应变片数据表明,玻璃钢板条的应变损失不大,第一截面的损失为10%,且越靠近中间,损失越小,能够较好地传递预应力。

  

  

  裂纹条件

  

  

  每组梁结构加固后,破坏时的裂缝布置与未加固梁结构基本相同。但施加预应力,限制了裂纹的数量和宽度.在跨中区,裂缝为弯曲裂缝和弯曲剪切裂缝.所有的实验光束大致相同。最大的裂缝都发生在跨度中间约1.0m的范围内。

  

  

  承载能力

  

  

  不加加固的参考梁结构极限承载力为255 kN。普通埋设法加固梁结构的极限承载力为281 kN,提高了10%。破坏始于胶的开口,采用预应力埋设法加固的梁结构的极限承载力达到293 kN。预应力水平分为5%、20%和30%(分别为极限应变的5%、20%和30%),其承载力分别提高11.5%、14%和14.5%。

  

  

  加筋梁结构经预应力处理后,其开裂荷载和钢筋屈服荷载均有显著提高。

  

  

  总结性

  

  

  采用埋设法预应力CFRP加固混凝土梁结构,使承载力提高15%。在碳纤维布中施加30%的预应力,可以有效地提高钢筋的屈服荷载,比加固梁结构提高9%。预应力埋设法加固梁结构,明显改善了施工性能,抑制了裂缝的产生和分布。与加固梁结构相比,裂缝数量减少了5~30%,裂缝宽度减少了22~52%。在CFRP中施加预应力后,材料的抗拉强度可以得到充分利用,在不施加预应力的情况下,材料的最大抗拉强度仅占其最大抗拉强度的60%左右。加入预应力后,其极限应变和极限抗拉强度得到充分发挥。碳纤维不会被破坏。碳纤维布预应力加固梁结构的延性降低。


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