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高预应力CFRP板加固混凝土T梁的试验与数值分析
| 论文题名： | 高预应力CFRP板加固混凝土T梁的试验与数值分析 |
| 关键词： | 预应力碳纤维板;混凝土T梁;桥梁加固;荷载试验;有限元分析;数值模拟 |
| 摘要： | 碳纤维板具有轻质、高强、耐久等特性，是一种非常理想的加固材料和预应力材料，近年来在结构的加固与修复工程中获得了越来越广泛的应用。预应力碳纤维板加固技术，将新材料技术和预应力技术相结合，具有加固效果好，施工便捷快速等优点，也成为众多的高校和科研单位的研究热点。 到目前为止，预应力碳纤维板加固技术已经研究较多，但普遍存在预应力水平较低，碳纤维板的强度利用率也不高的问题。为了提高加固效果，有必要提高碳纤维板的加固量，并有必要提高碳纤维板的预应力张拉水平。 为此本课题研发了能应用于多层碳纤维加固的波形锚，设计和制作了同批次的三片7.2m混凝土T梁，取其中两片T梁分别进行了单层与双层预应力碳纤维板的加固，碳纤维板的预应力张拉水平也较高(1500～2000MPa)，并进行了荷载试验和有限元数值模拟，得到了以下的研究结论: ①对单层碳纤维板加固的T梁试件施加2000Mpa的预应力，对双层碳纤维板加固的T梁试件施加1500Mpa的预应力，高预应力CFRP板加固混凝土梁对其抗弯性能的提高作用显著，加固试件施加的预应力越大，对梁本身的开裂荷载、屈服荷载、极限荷载提升空间就越大，施加的预应力水平越高，对CFRP板的强度利用率就越高。 ②高预应力CFRP板加固有助于提高混凝土梁的刚度并且延缓了截面中和轴的上升，改善了截面的应力分布，充分的利用了各种材料的特性。 ③试验数据分析以及有限元数值模拟均表明，在粘结剂良好工作的条件下，在加固梁的各个受力阶段，钢筋与CFRP板的拉应变增长基本一致，基本符合平截面假定。 ④由于采用波形锚对高预应力CFRP板的端部进行锚固，锚固可靠，在试验过程中并未出现碳纤维板材的剥离破坏现象，主要破坏现象为碳纤维板断丝。试验现象表明只要端部锚固可靠，那么碳纤维板发生剥离的可能性大大降低。 ⑤本文所建的模型可以较好地模拟计算预应力碳纤维板加固梁的受力特征，为试验分析、工程设计提供较好的研究手段，也为今后高预应力CFRP板加固工程预算实际的加固效果提供了可靠的模型依据。 以上研究成果可为桥梁加固提供较好的参考价值，并提供预应力碳纤维板加固构件的数值分析模型和方法。 |
| 作者： | 都洋东 |
| 专业： | 土木工程；桥梁与隧道工程 |
| 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： | 2015 |
| 正文语种： | 中文 |
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