【摘 要】
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FRP加固技术因其操作简单,加固费用低,加固效果好等因素而被日益推广,但一般的粘贴加固方法FRP材料强度无法充分利用,作为界面粘结剂的环氧树脂胶使用年限较短,不耐高温、耐火极限较短,在一些特定的环境下譬如湿度较高或冻融环境下其界面耐久性差。故本文采用预应力CFRP格栅与具有高延性的高性能水泥基复合材料来发展一种新型的加固技术,以解决FRP材料强度利用率不高和传统界面粘结剂寿命短等问题。本文主要研究
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FRP加固技术因其操作简单,加固费用低,加固效果好等因素而被日益推广,但一般的粘贴加固方法FRP材料强度无法充分利用,作为界面粘结剂的环氧树脂胶使用年限较短,不耐高温、耐火极限较短,在一些特定的环境下譬如湿度较高或冻融环境下其界面耐久性差。故本文采用预应力CFRP格栅与具有高延性的高性能水泥基复合材料来发展一种新型的加固技术,以解决FRP材料强度利用率不高和传统界面粘结剂寿命短等问题。本文主要研究工作如下:(1)设计了CFRP格栅张拉装置,采用自行设计的张拉装置对格栅施加不同预应力,并与高性能水泥基复合材料(ECC)复合对加固梁进行了抗弯加固与受弯性能试验研究,分别从梁的破坏形态、荷载-挠度曲线、混凝土应变、格栅与钢筋拉应变等角度,对比分析了试验变量(不同预应力、不同格栅层数)对高性能水泥基复合材料—预应力CFRP格栅复合加固混凝土梁受弯性能的影响。(2)使用DIANA有限元软件建立数值分析模型,基于ECC-FRP复合层与混凝土界面发生粘结滑移和不考虑粘结滑移两种模型对加固后的受弯梁进行了计算分析,并将数值模拟结果与试验结果进行了对比分析验证了数值模拟方法的可靠性,并针对不同的预应力度开展参数敏感性分析。(3)分析了加固梁的破坏形态和破坏机理,建立了高性能水泥基复合材料—预应力CFRP格栅复合加固混凝土梁受弯性能理论分析模型。特别是针对试验中ECC-CFRP复合层发生端部剥离破坏和跨中CFRP格栅发生断裂两种破坏模式,提出了合理的承载能力计算公式。(4)试验结果与数值模拟结果的对比表明:高性能水泥基复合材料—预应力CFRP格栅复合加固混凝土梁相较于对比梁以及预应力等级为0%的CFRP格栅加固梁,梁的跨中变形得到了一定程度的控制,开裂荷载有了一定程度的提升,梁的抗弯承载能力也有了明显的提高。
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