预应力碳纤维布在受弯构件加固中预应力施加方法的对比研究
预应力碳纤维板加固梁正截面抗弯性能分析

预应力碳纤维加固梁正截面抗弯性能分析1 预应力加固碳纤维板加固技术碳纤维板材是目前建筑材料中耐腐蚀(气候)性能最好的材料之一。
已有的研究成果表明:弱酸、弱碱、冻融循环、长时间日照等环境作用对碳纤维的力学性能及耐老化性能影响极小。
目前常用的非预应力碳纤维板加固技术,是在结构受拉区域用化学胶粘剂粘贴碳纤维板材,使其与构件混凝土及内部钢筋共同承受拉应力。
但这种加固工艺对碳纤维强度的利用率极低,因为碳纤维板材的弹性模量为165~170 GPa ,抗拉强度高达2800M Pa ,要发挥抗拉强度需要1.7%的拉伸变形;而钢筋的弹性模量一般为200 GPa ,抗拉强度仅为300MPa 左右,要发挥抗拉强度需要0.15%的拉伸变形。
当碳纤维板材与构件内部钢筋共同工作时,不考虑钢筋原有的初始应变,钢筋屈服时碳纤维板材所能发挥的强度也仅为抗拉强度的8.8%;而在让碳纤维发挥全部强度所需要的1.7%的应变下,混凝土结构会产生大的变形及明显的裂缝。
如上所述,碳纤维加固RC 梁承载能力的提高是以较大的变形为代价的,因为碳纤维材料弹性模量与钢筋相近、强度是钢筋的10 倍,因此碳纤维材料发挥其强度时变形较大。
预应力碳纤维加固法可较好的解决该问题,提高开裂荷载、屈服荷载,改善使用荷载下的性能。
2 预应力碳纤维板加固梁的正截面抗弯性能分析1、非预应力碳纤维板加固梁的正截面抗弯性能分析在分析过程中,考虑了材料的非线性,采用了如下假定:1)平截面假定,由试验结果分析及各文献资料可以看出,CFRP 片材加固RC 梁在纯弯段范围内,其平均应变分布满足平截面假定。
2)钢筋采用完全弹塑性模型,不考虑强化段,其数学表达式如下:当y s εε≤时,s s s E εσ=(s yy E f =ε) (1-1)当y s εε>时,y s f =σ (1-2)3)不考虑混凝土的抗拉强度。
4)压区混凝土采用《 混凝土结构设计规范》(GB 50010)规定的应力-应变曲线:⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛--=n c c c f 011εεσ(0εε≤c ) (1-3) c c f =σ (cu c εεε≤<0) (1-4)()506012,--=k cu f n (1-5) ()5,010505.0002.0-⨯-+=k cu f ε (1-6)()5,10500033.0-⨯--=k cu cu f ε (1-7)其中c σ---对应于混凝土压应变为c ε时的混凝土压应力;0ε---对应于混凝土压应力刚达到c f 时的混凝土压应变,当计算的0ε值小于0.002时,应取为0.002;cu ε---正截面处于非均匀受压时的混凝土极限压应变,当计算的cu ε值大于0.0033时,应取为0.0033;正截面处于轴心受压时的混凝土极限压应变应取为0.002;k cu f ,---混凝土立方体抗压强度标准值;n ---系数,当计算的n 值大于2.0时,应取为2.00。
预应力碳纤维板在钢筋混凝土建筑结构加固中的运用

预应力碳纤维板在钢筋混凝土建筑结构加固中的运用摘要:文章以钢筋混梁土板梁为例,分析了预应力碳纤维板在钢筋混凝土建筑结构加固中的具体应用。
阐述了钢筋混凝土建筑结构加固中常用的几种预应力碳纤维板加固施工方法,在预应力碳纤维板应用基础上,展开了钢筋混凝土建筑结构加固设计、加固检算、加固施工与验证试验,得出了应用预应力碳纤维板加固对恒载、活载以及梁体刚度所产生的影响,证实了预应力碳纤维板利于增强梁体受力性能的作用,可使钢筋混凝土建筑结构加固后达到规定荷载下的应用要求。
关键词:碳纤维板;钢筋混凝土结构;预应力加固加固钢筋土建筑结构的方法较多,其中体外预应力加固属于主动加固方式,是在结构本体上设置预应力筋以增强钢筋混凝土结构外在预应力,通过增大结构负向弯矩,增强结构受力性能,使之承载能力得到大幅提升。
为采用碳纤维材料粘贴在梁体结构表面能消除传统预应力筋易受环境影响腐坏的问题,可防止钢筋混凝土建筑结构变形并延缓结构开裂,在建筑结构加固中具有一定的应用优势。
1.预应力碳纤维板在钢筋混凝土建筑结构加固中的施工方法简述预应力碳纤维板施工方法主要有三种,一是反拱法,此方法是指在加固结构受拉面上利用黏结剂粘贴碳纤维板,再使用千斤顶住碳纤维板外部,将加固构件顶起且黏结剂凝固后再将千斤顶移除,此时碳纤维板便可产生一定预应力[1]。
此方法不易造成端部损坏,但存在预应力水平不高的缺陷,应用局限性较高。
二是外部反力架张拉法,需采用专用张拉器具张拉碳纤维片材,张拉器具提升同时张拉力保持恒定,再于加固构件受拉面粘贴碳纤维板,黏结剂完成凝固后再切断连接在张拉器上的碳纤维板,使之生成预应力。
此方法需使用自重较大的张拉设备,不适用于各种跨度的构件,施工操作相对复杂,且易造成端部损坏。
三是端锚加固法,此方法可将永久性锚具安装于加固梁上,碳纤维板可利用加固构件自身反力作用实施预应力张拉,之后再将之锚固于构件之上,此方法需采用专用锚具支架,可适用多尺寸构件,反力架伸缩范围对其限制较小,较为适用于现场施工。
预应力碳纤维板桥梁加固技术研究

预应力碳纤维板桥梁加固技术目前,我国已逐步进入了混凝土结构的维修加固高峰期,60、70 年代建造的建筑、桥梁等结构物大多已步入需要维修改造加固阶段,80年代建造的结构也有一部分由于老化和使用功能的改变需要改造和维修,由于碳纤维加固法具有施工简便、耐久性好等优点,特别适合在各种混凝土梁板桥梁加固中使用,今后几年内用量将会大幅度增加。
一、预应力碳纤维板加固特点:传统的碳纤维布和粘钢加固属于被动加固,当桥梁结构破坏产生应力变形之后碳纤维布和钢板才能被张拉并发挥作用,具有一定的应力滞后性,起到的加固效果有限。
张拉碳纤维板是采用主动加固的办法,直接张拉碳纤维板并产生预应力保护钢筋混凝土桥梁。
1、与传统的碳纤维布加固相比,①碳纤维板材更适用于采用预应力加固方式,更能充分发挥碳纤维高强度作用;②施工方便,施工质量易于保证;③碳纤维板比碳纤维布易于保持纤维顺直,更有利于碳纤维发挥作用;④一层1.2mm厚板相当于10层碳纤维布作用。
2、与粘贴钢板或增大混凝土截面相比①抗拉强度是同等截面钢的7-10倍;②自重轻、易使用,作业轻松且不需大型机械设备;③与钢材相比有较强的耐腐蚀性和耐久性;④补强后基本不改变构件的形状与重量。
二、预应力碳纤维板桥梁加固施工流程:施工步骤:a、施工准备;b、混凝土表面处理;c、在安装碳纤维板张拉端和固定端构件的位置按照设计图纸要求钻孔种植高强度螺杆;d、螺杆固化达到设计强度后开始安装张拉端和固定端钢构件;e、在碳纤维板和梁底接触面上涂抹粘结剂,锚具底板和梁底接触面上涂抹粘结剂;f、安装碳纤维板;g、张拉碳纤维板并对梁体挠度变化进行观测;h、张拉完毕后,在碳纤维板和锚固构件上涂刷一层保护涂料或饰面漆。
;碳纤维板主要施工流程2.1 施工准备1、搭设施工支架、主要材料进场根据现场条件搭设适于施工的施工支架。
使用的碳纤维板材料应为桥梁加固专用材料。
2、施工放样在加固的梁表面按照设计图纸放样,确定碳纤维板和两端锚具位置。
预应力碳纤维布加固钢梁受弯性能有限元分析论文

预应力碳纤维布加固钢梁受弯性能有限元分析【摘要】本文基于通用有限元软件ansys,对预应力cfrp布加固钢梁在外荷载作用下的受弯性能进行了有限元分析,并与末加固钢梁、普通碳纤维布加固钢梁等进行了比较。
通过改变相关参数,得出加固效果随预应力大小、碳纤维布层数等的变化规律。
【关键词】预应力碳纤维布;加固;钢梁0.引言本文在国内外学者已经取得的研究成果基础之上,基于通用有限元软件ansys,对预应力碳纤维加固钢梁的受弯性能进行了计算分析,以比较预应力碳纤维布与末加固钢梁、普通碳纤维布加固钢梁受弯性能方面的差异,研究碳纤维布的初始应力等级、粘贴长度、与粘贴层数对加固效果的影响。
1.试验设计1.1 试件设计1.2 有限元模型建立本文采用ansys软件,对加固钢梁进行非线性有限元分析,分析中假定钢梁、胶体与碳纤维布之间完全粘结。
其中钢梁采用solid45单元,模拟钢梁的塑性变形;胶体采用combin39单元,模拟碳纤维布与钢梁之间的粘结性能;碳纤维布采用shell63单元,模拟其受弯性能[7]。
跨中两个集中力加载点在模型中用平面尺寸为80mm×30mm×15mm的加载板代替,在施加荷载时也随之将集中力等效为作用于加载板上的均布面荷载。
2.数据分析2.1施加预应力的效果对于sb-1梁,在加载到屈服荷载之前,跨中最大挠度呈线性增长。
当加载到100kn时,梁开始出现塑性,试验梁挠度不断增大,其极限强度约为160kn,与计算值相近。
本文近似认为碳纤维布加固钢梁的受弯承载力的极限状态标志为[5]:(1)跨中最大挠度达到跨度的1/200。
(2)碳纤维布达到其极限抗拉强度。
对于sb-2梁,在加载到140kn前,梁末屈服。
由于荷载等级取的较小,sb-2与sb-1梁跨中挠度相差很小。
之后,钢梁开始出现塑性,碳纤维布仍处于弹性阶段,承受的荷载变大,挠度进一步增加,但速度相对放缓,其极限强度约为165kn,相应极限承载力提高约3.1%。
碳纤维布加固钢筋混凝土构件的性能研究

碳纤维布加固钢筋混凝土构件的性能研究【摘要】本文通过对碳纤维布加固钢筋混凝土构件的性能进行研究,探讨了该加固方法的原理、性能分析、试验方法、应用案例以及发展趋势。
通过对该加固技术的优势和局限性进行总结,提出了未来的发展方向。
研究表明,碳纤维布加固可以显著提高钢筋混凝土构件的承载能力和延性,同时具有施工方便、耐久性好等优点。
仍然存在一些局限性,如加固效果受温度和湿度等环境因素影响。
未来可以进一步研究不同环境条件下的加固效果,优化加固方案,提高加固技术的适用性和可靠性,推动碳纤维布加固技术在工程实践中的广泛应用。
【关键词】碳纤维布、钢筋混凝土构件、加固、性能研究、试验方法、应用案例、发展趋势、优势、局限性、未来发展方向1. 引言1.1 研究背景钢筋混凝土结构在工程建设中得到广泛应用,但随着使用年限的增加,结构出现裂缝、变形等问题也日益凸显。
为了延长钢筋混凝土结构的使用寿命、提高承载能力和抗震性能,在近年来,碳纤维布加固技术逐渐成为重要的改善措施。
碳纤维具有质轻、高强度、耐腐蚀等优点,能有效提高结构的受力性能,因此深受工程界的青睐。
研究发现,碳纤维布加固钢筋混凝土构件能有效修复裂缝、提高抗震性能,延长结构的使用寿命。
目前对于碳纤维布加固钢筋混凝土构件的性能研究还存在一定的不足,如对于加固原理的深入理解、性能分析方法的规范化、试验方法的统一等方面都有待进一步探讨和改进。
本研究旨在深入探讨碳纤维布加固钢筋混凝土构件的原理、性能分析、试验方法、应用案例以及未来的发展趋势,为该领域的研究提供重要参考依据。
1.2 研究目的研究目的是为了探讨碳纤维布加固钢筋混凝土构件的性能表现及其在工程实践中的应用情况。
具体而言,本研究旨在通过对碳纤维布加固钢筋混凝土构件的原理、性能分析、试验方法、应用案例和发展趋势进行深入探讨,以期揭示其在提高钢筋混凝土结构抗震性能、延长结构使用寿命、提高结构整体承载能力等方面的潜在优势。
通过对碳纤维布加固钢筋混凝土构件的局限性和未来发展方向进行分析,可以为相关工程领域的研究人员和工程实践者提供可靠的依据和参考,推动其在实际工程中的广泛应用和进一步完善。
碳纤维材料在桥梁加固工程中的应用研究

ACF=As(Rg/fCF)
式中:
Mj——作用在受弯构件计算截面
上的最不利荷载效应(计算弯矩);
Mu——受弯构件计算截面的承载
能力;
Ra——混凝土抗压设计强度; R g——纵向受拉钢筋抗拉设计
强度:
Ag——纵向受拉钢筋截面积:
,
R g——纵向受压钢筋抗拉设计
强度;
,
A g——纵向受压钢筋截面积; A g —— 为 抵 抗 不 足 弯 矩 所 需 的 钢
2011年第21期 (11月上) 《交通世界》 203
B桥梁隧道 RIDGE&TUNNEL
底层树脂并涂刷→配置找平材料并整平 →配置浸渍树脂并涂刷→粘贴碳纤维布 →罩面防护处理。
在碳纤维加固施工过程中,要特 别注意下列几个方面:
被加固构件的基面应平整且具有 一定强度,一般基面混凝土强度不低于 C15。
加固用的碳纤维布一般不宜采取 沿主纤维方向的搭接,搭接部位应避 开构件应力最大区段,搭接长度不应 小于100mm,且搭接端部应平整无翘 曲;多层搭接的各层接口位置不应在同 一截面,每层接口位置的净距宜大于 200mm。
应注意底涂胶、找平胶、粘贴主 胶、罩面胶等胶粘剂间的相容性。
粘贴施工应在气温高于5℃且为 晴天时进行。
该法施工简便,工期短,无需大 型设备,不受空间限制,可以不中断桥 面交通,且因碳纤维布随型性极强的特 点,可以适应不同构件的各种形状,成 型方便。
加固时碳纤维布通过环氧树脂 等粘结材料与原有构件有效粘结,不
需设置锚栓及凿开混凝土等,不会损 伤原构件。
由于碳纤维材料优异的物理力学 性能,在对混凝土结构加固补强过程中 可充分利用其高强度、高模量的特点来 提高构件的承载力,改善其受力性能, 达到高效加固的目的。
预应力碳纤维布加固钢筋混凝土箱形梁的受弯性能试验研究

摘要 :对 2 根采用外部粘贴预应力碳纤维布加固的已开裂箱形 梁 进 行 受 弯 模 型 试 验 , 研究预应力碳纤维布加固对 已开裂箱梁抗弯刚度及粘接层剪切应变的影响 . 研 究 表 明, 对 于 受 损 较 为 严 重 的 梁, 采 用 预 应 力 碳 纤 维 布 加 固, 碳 纤维布对裂缝的扩张有一定的限制作用 , 加固后其 刚 度 有 所 提 高 , 能 起 到 加 固 的 效 果. 在 正 常 体 位 加 固 梁 时, 应该 对理论计算的刚度值进行折减 . 层间剪切应变分布在一 定 范 围 内 , 其变化规律与所承受的 考虑碳纤维的粘贴质量 , 荷载类型有关 , 理论研究时应区别对待 . 关键词 :预应力 ;碳纤维布 ;加固 ;箱形梁 中图分类号 : TU 3 1 7. 1;U 4 4 1. 5 文献标识码 :A
: ; ; ; K e w o r d s c a r b o n f i b e r s h e e t s t r e n t h e n i n b o x b e a m r e s t r e s s - p g g y
粘贴碳纤维布加固桥梁技术是桥梁加固的一项 新型技术 . 该技术因施工方便 、 对原结构无损伤而引 起公路养护部门的重视 . 近年来 , 国内外许多研究人
8] 降低 钢 筋 应 力 水 平 . 彭 晖 等[ 研究了预应力碳纤维
延性等方面进行探讨 , 得到了许多有益的成果 . 王逢 朝等
[ 6]
对加载超过钢筋屈服强度的不同损伤的钢筋
混凝土梁采用碳纤维布加固后进行承载力和延性试 从试验结果得出的结论认为采用碳纤维加固后 , 验,
2 0 1 1 1 2 0 9 收稿日期 : - - ) 1 0 0 7 R J Z A 1 2 2 基金项目 :甘肃省自然科学基金 ( , 男, 甘肃泾川人 , 博士生 , 副教授 . 1 9 7 1 作者简介 :徐 亮 ( -)
预应力碳纤维布加固混凝土构件的试验及施工技术

预应力碳纤维布加固混凝土构件的试验及施工技术一、碳纤维布的特性碳纤维布是一种由多个超细的碳纤维索折叠而成的无纺布,大部分由碳挤出布制成,也可由碳化纤制成。
碳纤维布具有抗拉强度高、拉伸模量高、体积密度小、弯曲模量高、耐化学腐蚀能力强、弹性模量高等特性。
由于碳纤维布可大幅提高混凝土构件的抗拉强度和刚度,因此被广泛应用于预应力筑造结构。
二、预应力碳纤维布加固混凝土构件的试验1.耐拉力试验:采用合格的耐拉仪,以一定的速度和力应力试验,按规定时间观察试件的情况,关于破坏时的拉力、松弛率、断后伸长率等指标取样测试,评定碳纤维布加固后的材料的抗拉性能。
2.疲劳试验:采用合格的疲劳机床,以相同的速度但不同的载荷连续测试,检查耐久次数与承载能力,观察在预定条件下试样的变形,并记录拉伸、应变,以此确定碳纤维布连续荷载下,构件的承载能力。
3.高温性能试验:采用烘箱,以一定的时间加热,找出碳纤维布加固构件在特定温度和时间下的变形、断裂特性,衡量其抗高温开裂能力。
三、预应力碳纤维布加固混凝土构件的施工技术1.前期准备:对要采用碳纤维布加固的混凝土构件进行准备工作,清除表面水泥渣、污垢等杂物;2.安装改型:制定合理的改型方案,采用注浆方法,将碳纤维布固定在表面,同时布置合理的加固节点;3.注浆粘接:采用专用胶水或水泥混合物等水泥凝灰,尽可能对碳纤维布和构件表面进行充分的粘接。
4.施加预应力:将已经粘接的碳纤维布及混凝土构件施加预定的预应力,以确保碳纤维布及混凝土构件的刚度和稳定性;5.张紧调整:安装完预应力装置后,进行张紧调整,校准预应力装置,使预应力在指定的范围内;6.固定工作:完成粘接、施预应力和张紧调整工作后,利用橡皮垫、混凝土或钢板等方法将预应力器固定;7.验证试验:完成预应力碳纤维布加固混凝土构件施工工作后,通过试验证明碳纤维布加固后的混凝土构件符合要求。
综上所述,预应力碳纤维布加固混凝土构件的试验及施工技术是非常重要的分类工作,加固时需要谨慎细致,确保碳纤维布加固工程施工质量。
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预应力碳纤维布在受弯构件加固中预应力施加方法的对比
研究
摘要:本文对受弯构件黏贴预应力碳纤维布时,不同的预应力施加方法进行对比试验,对试验结果进行对比分析。
结果表明,施加预应力后,碳纤维布强大的抗拉性能得到充分利用,使受弯构件受拉区混凝土开裂时间推迟,提高了其耐久性。
关键词:预应力碳纤维布施加方法对比研究
abstract: in this paper, the flexural member with adhesive prestressed carbon fiber sheet, different prestressing method comparison test, the test results were analyzed. the results show that, the prestressed carbon fiber cloth, strong tensile performance can be fully utilized, so that the flexural member concrete in tension zone cracking time delay, improve its durability.
keywords: prestressed carbon fiber cloth applied method contrast research
中图分类号:tu528.582 文献标识码:a文章编号:
试验中各种预应力施加方法各有利弊,提出了碳纤维布预应力施加方法应具有:1、张拉过程简单易操作;2、预应力张拉控制应力可控;3、张拉过程应尽量不破坏原有结构;4、碳纤维布张拉后应便于黏贴的特点。
一、研究背景
碳纤维在土木工程中的应用最初是以碳纤维筋的形式出现的,自从瑞士联邦实验室开创性的采用外部粘贴碳纤维板对结构进行加固的研究工作,并在日本得到了极大的发展之后,碳纤维片材的研究和应用超出了筋材,引起了更多的关注。
碳纤维布在受弯构件加固中的广泛应用是在日本1995年发生的兵库县南部大地震和1996年的阪神大地震之后。
碳纤维布的加固效果在受弯构件开裂之后得到充分体现,对受弯构件抵抗极限荷载,保证结构安全性有显著效果。
然而相对于碳纤维布强大的抗拉性能而言,直接将碳纤维布粘贴在受弯构件上进行加固,碳纤维布的抗拉性能得不到充分的利用。
这种直接粘贴碳纤维布的加固方式,碳纤维布只有在受弯构件开裂,发生较大变形之后才能产生加固效果,对受弯构件的适用性及耐久性几乎没有作用。
因此,施加预应力提前使碳纤维布进入工作状态是充分利用碳纤维布的合理选择。
预应力碳纤维布的运用还处在研究试验阶段,实际运用中碳纤维布的预应力施加方法是关键技术之一。
目前,碳纤维布的预应力施加方法有很多,多数都出于试验研究阶段,实际工程运用不多,下面本文即对几种不同的预应力施加方法进行对比分析。
二、预应力施加方法
碳纤维布的抗拉性能十分强大,抗拉强度标准值一般在以上,弹性模量一般取。
在充分利用碳纤维布抗拉性能,保证张拉过程中不出现破坏且被加固受弯构件截面破坏时具有充分的延性的前提
下,碳纤维布张拉控制应力一般取[1]。
因此,碳纤维布预应力施加方法需满足张拉控制应力条件,且考虑实际可操作性。
2.1波形齿夹具锚预应力施加法[2]
这种方法是将波形齿夹具锚的下波形齿板以一定的间距固结在被加固受弯构件上,然后将浸渍过树脂的碳纤维布粘贴在被加固受弯构件的表面,再先两端后中间的逐步将碳纤维布锚固于被加固受弯构件表面事先固结的下波形齿板上。
利用上下波形齿咬合使得碳纤维布获得预应力,如图1。
图1 波形齿夹具锚施加预应力
2.2反拱法[3]
这种方法是将受弯构件倒置后施加均布荷载,使梁恰好出现允许最大裂缝,再将碳纤维布粘贴于受弯构件受拉面,待树脂固化后卸载,正置即获得预应力,如图2。
图2 反拱法施加预应力
2.3利用独立于加固梁的张拉设备直接张拉法[4]
这种方法是通过独立于待加固受弯构件的张拉设备(设备可固定于两端混凝土柱或台座上),张拉碳纤维布,在碳纤维布上涂刷树脂后将其粘贴于受弯构件底部,待树脂固化后卸去张拉设备,如图3。
图3 独立于加固梁的张拉设备施加预应力
2.4利用固定于加固梁的张拉设备直接张拉法[4]
这种方法的原理是利用安装于受弯构件两端的滚轴将碳纤维布
做成回路,将碳纤维布两个自由端与手扳葫芦和传感器连接,利用手扳葫芦收紧碳纤维布,从而获得预应力,如图4。
图4 固定于加固梁的张拉设备施加预应力
三、预应力效果试验对比
针对以上四种预应力施加方法,并结合未粘贴碳纤维布的试验构件及粘贴未施加预应力碳纤维布的试验构件,进行对比试验研究。
采用计算跨径为,截面尺寸为,受拉区配钢筋,c30混凝土简支试验梁,试验梁上施加集中荷载。
试验如图5。
图5 预应力效果对比试验示意图
六种试验梁分别进行五组实验,对碳纤维布预应力张拉控制应力、试验梁受拉边缘开裂时外荷载f大小及破坏时外荷载f大小进行对比分析。
见表1。
试验对比数据表1
3.1极限承载能力提高水平对比
根据试验结果,1号试验梁破坏平均外荷载为29.68kn,2-6号试验梁破坏平均外荷载变化幅度不大约均在50kn以上,比1号试验梁破坏时平均外荷载提高约87%。
结果表明粘贴预应力碳纤维布,无论是否施加预应力,对于受弯构件极限承载能力均有明显提高,且提高幅度与是否施加预应力无关。
3.2开裂时承载能力提高水平对比
对于开裂时外荷载大小,1号试验梁开裂时平均外荷载为1.1kn,2号试验梁平均外荷载1.3kn,承载能力提高约18%;3号试验梁平
均外荷载1.64kn,承载能力提高约49%;4号试验梁平均外荷载1.71kn,承载能力提高约55%;5号试验梁平均外荷载2.29kn,承载能力提高约108%;6号试验梁平均外荷载2.31kn,承载能力提高约110%。
试验结果表明,粘贴施加预应力的碳纤维布对混凝土受弯构件开裂时可承担的外荷载有明显提升,而粘贴未施加预应力的碳纤维布对混凝土开裂时可承担的外荷载提高不大。
同时,随着碳纤维布施加预应力大小的增加,对受弯构件裂缝出现时间有明显延后。
3.3张拉控制应力对比分析
试验过程中,5号、6号试验梁对碳纤维布施加预应力较为方便,且通过连接在张拉设备上的应力传感器可以明确预应力张拉控制
应力大小;5号试验梁在进行预应力施加时,需另设反力支架进行张拉;6号试验梁在进行预应力施加时需借助固定在梁端的支架进行张拉,张拉过程中梁体有明显反拱,造成碳纤维布黏贴困难。
3号、4号试验梁对碳纤维布施加预应力时较为繁琐。
4号试验梁在试验过程中由于难以控制反拱度大小造成两片试验梁梁体开
裂破坏,且张拉控制应力无法控制;3号试验梁需破坏受弯构件受拉区混凝土,同样张拉控制应力无法控制,只取决于波形齿夹具锚的波纹状况,波动性极大。
四、结论
对受弯构件而言,在受拉区粘贴碳纤维布可以提高构件的承载能力,其作用类似于体外钢筋。
然而相对于碳纤维布强大的抗拉性
能而言,粘贴普通碳纤维布不能充分利用碳纤维布的抗拉性能,对受弯构件的耐久性起不到太大帮助。
而粘贴施加预应力的碳纤维布对受弯构件抗裂有明显帮助,可以充分利用碳纤维的抗拉性能。
对于目前各种碳纤维布预应力施加方法,其施加预应力的方式各有利弊,均能延后受弯构件受拉区混凝土开裂时间,提高构件的耐久性。
但从效果而言,碳纤维布预应力施加方法应具备以下特点:1、张拉过程简单易操作;2、预应力张拉控制应力可控;3、张拉过程应尽量不破坏原有结构;4、碳纤维布张拉后应便于黏贴。
参考文献
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