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原文传递预应力碳纤维片材加固钢筋混凝土受弯构件的性能研究

论文题名：	预应力碳纤维片材加固钢筋混凝土受弯构件的性能研究
关键词：	预应力;碳纤维片材;加固;疲劳;二次受力;钢筋混凝土;受弯构件;工程应用;桥梁结构
摘要：	根据以往的研究成果及不足，本文进行了以下内容的研究工作： 1、研制了不依赖胶粘剂的碳纤维布(板)机械式夹锚装置，在此基础上开发了具有较强实用性能的预应力碳纤维片材张拉系统，其中预应力碳纤维板张拉系统为依附于结构的构件基座张拉系统；试验了与张拉设备相配套的工艺方法；该设备与工艺均在实际工程中得到成功应用。 2、通过对大量相关文献的概括总结，评述了国内外开展碳纤维(包括预应力碳纤维)加固结构研究的现状与发展水平，分析了已有研究工作成果的局限性及优缺点，根据已有研究成果的不足提出了本文针对预应力碳纤维片材加固所采用的试验研究途径以及基本技术思路。 3、进行了预应力碳纤维布加固受弯构件的静载试验研究，研究了预应力碳纤维布加固对构件承载能力、抗弯刚度、抗裂能力等性能的影响；比较了预应力碳纤维布加固与非预应力碳纤维布加固的抗剥离性能差异，讨论了不同初始应力水平对加固技术效果的影响；对预应力碳纤维片材加固可提高构件极限承载力的机理进行了分析研究。 4、针对碳纤维布加固量较小，不适于进行大型结构加固的缺陷，进行了预应力碳纤维板加固受弯构件的静力性能试验研究。研究了碳纤维板面积、初始应变、锚固方式、粘贴长度对构件受力性能的影响，并分析了受弯构件承载力、抗弯刚度的变化趋势，评估了不同加固方式对碳纤维板强度利用效率及结构延性的影响。另外，研究了预应力碳纤维板加固构件的主要破坏形式，分析了其破坏机理，并根据试验结果对截面变形符合平截面假定进行了验证。 5、根据以往的研究工作中大比例试件试验完成较少的不足，进行了预应力碳纤维板加固大比例受弯构件的静载试验研究，评估了尺寸效应对于加固技术效果的影响，研究了较不利二次受力情况下预应力碳纤维板加固的技术效能，比较了不同配筋率对于预应力碳纤维板加固的影响。 6、已有的研究工作中碳纤维加固构件的疲劳性能研究较少，大比例预应力碳纤维加固构件的疲劳性能研究完成得更少，对该类构件的疲劳破坏机理目前国际上还存在分歧。本文根据上述局限性进行了大比例T形截面试件的疲劳试验研究，比较了预应力碳纤维加固与非预应力碳纤维加固对结构疲劳性能的影响，评估了采用预应力加固后试件的疲劳性能提高程度，对粘贴碳纤维加固试件的疲劳破坏机理进行了分析。 7、提出了矩形截面与T形截面的预应力碳纤维加固构件的全过程分析方法；并采用根据碳纤维面积反算混凝土压应变的方法设计了预应力碳纤维加固构件的延性控制方法；分析了碳纤维面积、碳纤维初始应变、碳纤维一钢筋拉伸刚度比等参数对加固构件的承载力、延性、混凝土压应变、截面极限曲率等构件性能的影响，研究了承载力与延性之间的相关性；建立了预应力释放后碳纤维一混凝土之间的粘结应力分布模型；提出了预应力碳纤维加固构件的承载力及挠度计算公式。 8、完成了湖南省浏阳市l06国道上的金刚头桥的预应力碳纤维板加固工作，并对其进行了荷载试验，对预应力碳纤维板加固的效果进行了评估。同时在碳纤维板上设置了光纤光栅测点，以研究环境温度、湿度、紫外线、混凝土徐变及车辆荷载振动等因素对预应力碳纤维板的影响，评估预应力加固系统的长期工作性能。
作者：	彭晖
专业：	结构工程
导师：	尚守平
授予学位：	博士
授予学位单位：	湖南大学
学位年度：	2006
正文语种：	中文