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碳纤维布加固混凝土构件的试验研究

张大鹏  
【摘要】:我国现有的钢筋混凝土结构,有一部分受到不同程度的损伤,需要对其进行加固。采用碳纤维增强材料(CFRP)加固混凝土结构得到了广泛的应用,该领域相应的研究进行了很多。本文主要进行了碳纤维布(CFRP sheets)持载加固混凝土柱和外贴碳纤维布加固钢筋混凝土梁的试验研究,在试验的基础上提出了实用的设计计算公式。论文共分四部分,具体内容如下: 1、对碳纤维布套箍持载加固钢筋混凝土偏心受压柱进行了试验研究。研究结果表明,偏压柱在持载情况下粘贴碳纤维布条带,其承载能力和变形能力都有不同程度的提高。持载水平对持载加固后小偏压柱极限承载力影响较大,持载水平提高,极限承载力下降。 2、根据外贴FRP材料和箍筋的约束机理,考虑持载的影响,分别分析了FRP材料和箍筋对轴向受压柱的有效侧向约束应力,并按照现行设计规范中的表达形式提出持载加固轴向受压柱正截面承载力的建议公式。 3、进行了碳纤维布加固完好混凝土梁和受损混凝土梁的试验研究,分析了加固梁的承载能力,变形,破坏模式和裂缝开展情况。试验结果显示,使用碳纤维布加固混凝土梁,能显著提高承载能力,预裂梁经过加固后,其承载能力基本能够恢复到完好梁的水平;加固梁呈现出良好的延性,破坏时有明显的征兆;各加固梁裂缝宽度明显减小,这主要是梁底外贴碳纤维布对裂缝的开展起到了抑制作用。 4、在本试验研究范围和条件下,将粘贴的碳纤维布视为钢筋,对《规范》给出的参数进行了修正,推导出基本形式与《规范》公式一致的考虑外贴碳纤维布影响的加固梁裂缝间距和裂缝宽度公式,可用于实际工程的计算。


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