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预应力碳纤维片材加固混凝土梁胶层粘结厚度的影响试验研究
| 论文题名： | 预应力碳纤维片材加固混凝土梁胶层粘结厚度的影响试验研究 |
| 关键词： | 服役桥梁;混凝土梁;碳纤维片材加固;胶层厚度;界面粘结应力 |
| 摘要： | 我国地域辽阔，国家对基础建设投入不断加大，服役桥梁数量的不断增加，同时我国交通量不断攀升、自然环境、结构本身老化等因素导致在役桥梁承载能力难以满足实际要求，对在役桥梁进行加固已成为重要研究课题。采用新材料与新工艺对结构进行加固是研究的主流，运用预应力FRP加固既有结构，不仅充分发挥FRP材料轻质、高强、抗腐蚀等材料特性，而且能较好的提高被加固结构的承载能力、改善被加固结构的工作性能、对被加固结构自重影响较小等优点。而针对预应力CFRP板材加固混凝土梁在不同初始应力条件下胶层粘结厚度对被加固结构截面应力、CFRP板材放张后界面应变分布与CFRP板材界面应力分布的影响的研究较少;在此背景下，本文通过采用9片预应力CFRP板材加固混凝土梁，初始应力为CFRP板材抗拉极限承载力的10％、20％与30％，胶层粘结厚度分别为2mm、4mm与6mm条件下，对以上问题进行试验研究，研究表明: 1.胶层粘结厚度对预应力CFRP板材加固混凝土梁混凝土截面应力影响较小，可采用混凝土梁偏心受压的计算方法对放张后混凝土梁跨中截面应力分布情况进行计算。 2.CFRP板材界面应变分布沿板端逐渐增大，当达到一定粘结长度时板材的应变趋于稳定且与初始应变接近，通过对CFRP板材界面应变数值拟合得到每片梁CFRP板材界面应变的分布情况;提出临界初始应力的定义，初始应力达到某一定值时板材界面应变影响长度急剧增加，该定值为临界初始应力;不同胶层粘结厚度临界初始应力不同。 3.环形碳纤维布锚固梁端在锚固处形成界面阻力使锚固处CFRP板材界面应力小于临近锚固处的界面应力;环形端锚对临近锚固处的CFRP板材界面应力造成界面应力滞后现象。 4.相同胶层粘结厚度CFRP板材界面粘结应力-放张力间具有相同数值关系，通过对试验数据进行数值回归得到不同胶层粘结厚度的CFRP板材界面粘结应力-放张力计算式;该计算式分为非线性上升段与非线线下降段，不同胶层粘结厚度具有不同的最大CFRP板材界面粘结应力;试验表明胶层粘结厚度为4mm最为合适，采用外贴CFRP板材加固混凝土结构具有一定参考价值。 |
| 作者： | 刘波 |
| 专业： | 桥梁与隧道工程 |
| 导师： | 钟正强 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 长沙理工大学 |
| 学位年度： | 2014 |
| 正文语种： | 中文 |
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