预应力碳纤布加固梁试验和数值模拟分析

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近几年来,随着我国经济的不断发展,与我国经济命脉密切相关的基础工程建设进度也在不断的加快,规模和数量都是在迅速的增长,特别是工民建工程、道路和桥梁工程、水利工程等领域的建设尤为突出,其中也出现了很多的问题,特别是建筑工程中的结构承载力不足,混凝土结构变形过大以及裂缝过早过快出现和发展的问题较为突出,在我国早期建设的工程当中,由于使用时间过长,当时的工程技术不到位,使用过成中维护不当等一系列原因,很多房屋和桥梁工程都出现了不同程度的问题,表现为承载力不足,挠度和变形以及裂缝过大影响了正常的使用,给人带来不安全感。基于这些问题,建筑结构的加固就显得尤为的突出。当前工程中应用较广泛的加固技术主要是碳纤维布加固技术,碳纤维是最近十年兴起的一种高强度加固材料,这种材料以其优越的性能得到了广泛的关注和应用,它的主要特点有以下几点:一、碳纤维布的强度高和弹性模量大,这两点远远的优越与钢材。二、化学性能稳定,对于各种物质的抗腐蚀性能好。三、能够很好的密封钢筋混凝土的裂缝,很好的保护了内部钢筋,抑制了钢筋的锈蚀。四、自重轻,这点要远远的优越于钢材。当期应用到工程中的大部分为普通的碳纤维布加固技术,由于某些结构构件对于变形和防止开裂的要求较高,单纯的使用普通的碳纤维布加固,不能起到很好的效果,这时就要使用预应力碳纤维布加固技术,在碳纤维布贴于混凝土构件之前,先通过某种设备对碳纤维布施加一定的预拉力,在碳纤维布保持预应力的状态下,将其黏贴在混凝土构件之上,使之能够和混凝土构件共同的参与工作,这样一来大大提够了结构构件减小变形的能力,从而也抑制了裂缝的开展。预应力碳纤维布加固技术存在很多困难,如碳纤维布预应力的张拉,预应力的大小控制,不同加固物下碳纤维布的张拉预应力参数的设计等问题比较复杂,由于碳纤维布是由很多纤维组成,较薄较宽成布状,单根碳纤维抗折能力较差,很容易受到破坏,单纯的使用现在的预应力张拉设备根本不能张拉碳纤维布。基于这些原因,预应力碳纤维加固技术现在很少在实际工程中应用。文章主要就预应力碳纤维布加固后梁的承载能力、裂缝的发展、挠度等情况作了详细分析,通过实验结果分析和理论知识的对比分析,总结出了预应力碳纤维布和混凝土梁共同工作的受力机理,建立了不同阶段的受力分析方程,从而分析和总结出了碳纤维布中的预应力和加固后梁的承载力关系曲线,不同预应力和挠度的变化曲线,以及预应力大小对裂缝的影响曲线,并通过ANSYS有限元软经行模拟,和实际的实验数据进行对比分析,进而将分析结果应用到实际的工程加固当中。
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