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预应力碳纤维板加固混凝土梁的应力损失研究
| 论文题名： | 预应力碳纤维板加固混凝土梁的应力损失研究 |
| 关键词： | 预应力碳纤维板;混凝土梁;应力损失;张拉工艺;桥涵设计 |
| 摘要： | 碳纤维材料作为一种高性能材料已被大量应用于加固工程。但是试验研究表明，传统的粘贴方法不能发挥碳纤维材料的高强度，并且加固效果很有限。预应力加固技术是一种主动加固技术，不但可以使碳纤维材料的高强度得以发挥，而且可以大幅度提高加固效果。截至目前，国内外出现了多种预应力碳纤维材料加固技术，是当前加固技术的研究热点。 利用预应力碳纤维材料加固必然关系到预应力损失的研究。目前对预应力碳纤维材料预应力损失的研究主要针对碳纤维布和碳纤维板的研究，但是查阅文献发现以往研究的碳纤维片材的预应力水平相对于碳纤维材料来说是偏低的(普遍低于1000Mpa)，而预应力损失率还是偏高的(10％～30％)。本研究团队开发了铰式锚张拉锚固碳纤维板的预应力工艺，对于以该工艺为基础的预应力损失研究还是存在一些不足，有些研究还是空白。为此，本论文对铰式锚预应力碳纤维板工艺的预应力损失进行了系统的试验研究和理论分析，取得如下主要成果: ①通过对大比例T梁构件的预应力加固试验，测试了单层和双层碳纤维板在预应力张拉过程、预应力放张以及中短期损失等的应力变化，总的预应力损失率都低于3％，其中单层碳纤维板(50mm×2mm)在高预应力水平(2079MPa)下，预应力损失率1.6％。这些试验结果表明，以铰式波形锚为基础的预应力碳纤维板张拉工艺其工作效率高，应力损失低，技术相对较先进。 ②在本文采用的加固工艺中，紧固螺栓时的扭矩作用和碳纤维板项升作用都能够少量的增加碳纤维板中的拉应力，弥补其预应力损失，有可能使碳纤维板的最终有效预应力超过首次张拉的碳纤维的应力，这是本文预应力工艺的特点之一。 ③推导出了扭矩作用和顶升碳纤维板时预应力增量的计算公式，为实际工程中这两部分预应力增量的计算提供参考。 ④参照《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》中后张预应力损失分类及计算方法，总结和推导了以铰式锚张拉碳纤维板的预应力损失的主要因素:锚固系统变形、混凝土的弹性压缩、预应力碳纤维板的应力松弛、混凝土的收缩和徐变，并给出了各项预应力损失的计算公式及有效预应力计算方法。 以上研究表明，采用铰式锚张拉碳纤维板的预应力工艺，张拉操作简单，回缩量小，锚固可靠，作业效率高。综合考虑各种因素的影响，混凝土构件的长期损失可以近似的取3％的初始张拉应力为总预应力损失的简化估算值。 |
| 作者： | 赵乐渝 |
| 专业： | 建筑与土木工程 |
| 导师： | 卓静 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 重庆交通大学 |
| 学位年度： | 2014 |
| 正文语种： | 中文 |
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