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体外预应力CFRP筋加固混凝土梁的试验研究

裴杰  
【摘要】: 纤维增强塑料筋(FRP)是一种新型复合材料,具有轻质、高强、耐腐蚀、耐疲劳等许多优点。FRP能够很好的解决现在混凝土结构中钢筋锈蚀的问题,是较为理想的预应力材料。 本文结合北京市自然科学基金重点项目(805001),北京市教委项目(KM200610005007),在国内外已有的研究成果的基础上,提出了体外预应力局部加固混凝土结构的加固概念。提出了加固距离的确定方法。通过塑性铰理论,推导了加固后梁的承载力计算公式。设计了五根不同加固距离的试验梁,对试验梁的受力过程、破坏形态、荷载-挠度曲线、纤维筋应力增量等进行了详细分析。对加固距离对加固效果的影响进行了详细的分析。对梁的承载力试验结果和理论计算结果进行比较。使用ANSYS有限元软件对梁进行了非线性分析。 试验结果表明,体外预应力CFRP筋局部加固法具有较好的加固效果,能够很好的提高梁的开裂荷载、屈服荷载和极限荷载。加固距离增加的越大承载力提高越多,但是会相应的减小梁的挠度,加固距离越大,挠度减小的越多。合理的加固距离对梁的破坏形式影响很大。当加固距离较大时,梁虽然有很好的承载力,但是挠度太小,破坏形式为纤维筋拉断的突然破坏。加固距离太小则发挥不出FRP筋的强度。通过ANSYS分析,试验结果和理论值比较吻合,塑性铰理论具有较高的计算精度。另外局部加固法还为加固连续梁提供一种新的思路。


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