雙側(cè)體外錨固預(yù)應(yīng)力碳纖維片材加固混凝土T梁抗彎試驗(yàn)及有限元仿真分析.pdf

1、碳纖維增強(qiáng)塑料（carbon fiber reinforced polymer簡(jiǎn)稱(chēng)CFRP）作為一種高強(qiáng)、輕質(zhì)、耐腐蝕材料在結(jié)構(gòu)加固方面有著巨大的應(yīng)用前景，尤其是其具有施工方便、周期短、不增加結(jié)構(gòu)自重等巨大的優(yōu)勢(shì)，倍受工程界青睞。對(duì)碳纖維片材施加預(yù)應(yīng)力進(jìn)行加固的方法具有很多優(yōu)點(diǎn)，不但可以使碳纖維布在二次受力之前就有較大的應(yīng)變，取得更好的加固效果，而且，由于預(yù)應(yīng)力的作用，可以抵消一部分初始荷載的影響，減小原梁的撓度，使梁中裂縫寬度減小甚至

2、閉合，限制新裂縫的出現(xiàn)，從而改善梁的使用性能。 已有的試驗(yàn)研究表明，采用波形齒夾具錨對(duì)碳纖維片材進(jìn)行體外多點(diǎn)錨固加固混凝土梁，可以很方便快捷地對(duì)碳纖維片材施加預(yù)應(yīng)力，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)結(jié)構(gòu)的體外預(yù)應(yīng)力加固。本文就利用波形齒夾具錨錨固預(yù)應(yīng)力碳纖維片材這種加固方式做了以下個(gè)方面的工作和改進(jìn)。 （1）設(shè)計(jì)了一種在T梁腹板兩側(cè)進(jìn)行體外錨固碳纖維片材的預(yù)應(yīng)力加固方法，并進(jìn)行了足尺模型梁的試驗(yàn)研究。 （2）本文共進(jìn)行了兩根鋼筋混凝土

3、T形梁的體外四點(diǎn)錨固碳纖維片材預(yù)應(yīng)力加固試驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明在腹板上進(jìn)行體外錨固碳纖維片材預(yù)應(yīng)力加固方案是可行的，不但可以取得有效可靠的預(yù)應(yīng)力，并且同樣能夠顯著地提高加固效果。 （3）在第一根試驗(yàn)梁的基礎(chǔ)上，對(duì)第二根梁的加固方案做了改進(jìn)，只增加中跨段（碳纖維片材被四個(gè)錨固點(diǎn)分成三段的中間段）碳纖維片材的用量。試驗(yàn)表明，改進(jìn)后構(gòu)件的加固效果更為明顯，這種加固方式能很好地實(shí)現(xiàn)邊、中跨段碳纖維片材在極限狀態(tài)下都能發(fā)揮到較高的應(yīng)力水平，這

4、個(gè)試驗(yàn)結(jié)果對(duì)提高碳纖維片材的利用效率具有重要意義。 （4）利用有限元分析軟件ABAQUS對(duì)試驗(yàn)加固構(gòu)件進(jìn)行模擬計(jì)算，并將結(jié)果與實(shí)驗(yàn)對(duì)比，對(duì)計(jì)算模型進(jìn)行修改、完善，建立了對(duì)采用波形齒夾具錨進(jìn)行體外錨固碳纖維片材的體外預(yù)應(yīng)力加固體系的可靠的有限元數(shù)值模型。 （5）在模型的基礎(chǔ)上，對(duì)影響這種體外錨固預(yù)應(yīng)力體系的加固效果的主要因素（如碳纖維片材與梁底的距離、預(yù)應(yīng)力水平、加固量等）進(jìn)行有限元仿真分析，計(jì)算表明這些因素對(duì)加固效果都有