预应力碳纤维布张拉控制应力限值取值分析研究

结合预应力碳纤维布技术特点、材料特性及加固后混凝土构件的延性问题,对预应力碳纤维布张拉控制应力取值问题进行分析和试验研究,结果表明,碳纤维布张拉应力控制限值取0.45fcfk,可以保证建立有效应力且张拉过程中不出现破坏,同时,被加固构件截面破坏时具有充分的延性。     

嵌入式张拉技术下预应力碳纤维布张拉控制应力研究

嵌入式张拉技术是一种全新的先锚固后张拉方法,能对碳纤维布进行可靠的锚固和均匀稳定的高应力水平张拉.结合预应力碳纤维布在嵌入式张拉技术下的受力特点、材料特性、预应力损失情况及加固后构件的延性要求,对嵌入式张拉技术下的碳纤维布张拉控制应力进行了试验研究和分析.结果表明,采用嵌入式张拉技术的碳纤维布张拉控制应力上限值取0.40ftpk,可以保证建立有效应力且张拉过程中不出现破坏,同时,被加固构件截面破坏时,具有充分的延性.     

预应力碳纤维板加固混凝土结构预应力损失研究

碳纤维板在张拉及使用阶段的预应力损失分析是预应力碳纤维板加固技术的关键问题之一。在分析总结现有预应力碳纤维加固工艺的基础上,借鉴GB 50010—2012《混凝土结构设计规范》,对预应力碳纤维板加固混凝土结构产生的预应力损失分项进行计算,并给出各项预应力损失的计算方法。在试验研究的基础上,建议预应力碳纤维板加固混凝土结构的预应力损失估算值取为张拉控制应力的10%～15%。     

STUDY ON PRESTRESS LOSS OF CONCRETE STRUCTURE STRENGTHENED WITH PRESTRESSED CFRP PLATES

碳纤维板在张拉及使用阶段的预应力损失分析是预应力碳纤维板加固技术的关键问题之一。在分析总结现有预应力碳纤维加固工艺的基础上,借鉴GB 50010—2012《混凝土结构设计规范》,对预应力碳纤维板加固混凝土结构产生的预应力损失分项进行计算,并给出各项预应力损失的计算方法。在试验研究的基础上,建议预应力碳纤维板加固混凝土结构的预应力损失估算值取为张拉控制应力的10%～15%。     

碳纤维板轴向受力的不均匀性试验研究

预应力碳纤维板加固技术是一种发展潜力很好的方法,也是当前工程加固技术和试验研究的热点。现在常用的碳纤维板加固技术是在桥梁上部结构粘贴碳纤维布,这种方法为被动张拉法,往往在结构破坏时,碳纤维布也只是张拉了很少一部分,对材料造成了一定的浪费。通过预先给构件施加一定的预应力不但能够减小构件本身的裂缝宽度,而且可以承担构件本身的一定的恒载,也可以充分发挥出碳纤维板的极限张拉力,波形锚的发明很好的解决了锚具锚固力不足的问题,但碳纤维板的不均匀性仍是我们需要解决的问题。     

用于加固钢结构的碳纤维板张拉装置的研制与试验研究

利用自行研制的碳纤维板张拉装置,完成了预应力碳纤维板加固钢梁的抗弯性能试验,并介绍了预应力碳纤维板张拉装置的设计、加固施工流程和技术要点。试验结果表明:与非预应力碳纤维板加固方法相比,使用预应力碳纤维板可以有效提高构件的抗弯强度、刚度以及碳纤维板的利用率;预应力碳纤维板加固技术技术成熟可靠,可直接应用于实际工程。     

防止冷拔低碳钢丝预应力短向圆孔板脆性破坏的试验研究

冷拔低碳钢丝配筋的短向小荷载预应力圆孔板的脆性破坏是建筑工程中的隐患。本文根据不同张拉控制应力的预应力圆孔板系统的试验结果,探讨板的破坏机制,提出了防止脆性破坏,改善构件延性性能的综合技术措施。     

预应力碳纤维板加固二次受力受弯构件的试验研究

以往的预应力碳纤维板加固受弯试验大多建立在结构“一次受力”的基础上,本文从加固工程中结构大多为“二次受力”的实际情况出发,试验研究预应力碳纤维板加固“二次受力”钢筋混凝土受弯结构。作者利用柳州欧维姆机械股份有限公司开发的预应力碳纤维板专用锚具的基础上,完成了2根预应力碳纤维板加固的试验梁、1根非预应力碳纤维板加固的试验梁受弯构件的模型试验。研究了预应力碳纤维板加固的试验梁的受力性能。研究了预应力碳纤维加固对试件承载力、使用阶段变形、碳纤维应用效率及延性的影响。试验结果表明：预应力碳纤维板加固可显著提高受弯构件开裂及屈服荷载,减小构件使用阶段内的变形,充分利用碳纤维材料性能,对延性下降趋势加强设计。     

预应力碳纤维板侧面加固混凝土梁试验研究

对8根试件采用碳纤维板配套锚具及张拉装置,进行预应力碳纤维板侧面加固混凝土梁的抗弯性能试验,分析了预应力、配筋率、加固长度和高度对加固效果的影响,对加固后的混凝土梁的破坏形态、承载能力、挠度、裂缝等进行对比分析。结果表明:预应力碳纤维板侧面加固可明显提高构件的受弯性能。     

预应力碳纤维板加固混凝土梁的二次受力性能分析

以3根长度均为4.2 m的钢筋混凝土梁试件为例,进行预应力碳纤维板二次受力加固试验,分析已屈服钢筋试件、使用预应力碳纤维板加固后试件的力学性能。将未经过预应力碳纤维板加固构件的一次受力,与预应力碳纤维板加固后的构件二次受力进行比较,分析该技术在提高钢筋混凝土构件性能的抗弯刚度、延性、构件强度等方面优势。可得到经过碳纤维板加固后的试件,自身开裂荷载明显提高,与未加固的试件对比,屈服荷载与极限荷载的提高效果显著;试件截面的刚度被大幅减弱,但试件变形程度依然与比对试件相似。说明对结构已剧烈超载的钢筋混凝土梁进行预应力碳纤维板加固,能够令材料抗弯刚度性能恢复至超载之前水平。     

预应力碳纤维板加固钢结构预应力损失研究

预应力碳纤维板加固钢结构是具有明显加固效果和广阔应用前景的加固技术,碳纤维板在张拉及使用阶段的预应力损失研究是预应力加固技术的一个重要课题。在分析总结现有预应力碳纤维张拉设备及施工工艺的基础上,借鉴预应力混凝土结构预应力损失的分析方法进行分项计算,并提出各项预应力损失的计算方法。利用自主研发的一套碳纤维板张拉及锚固装置对3根钢梁进行加固试验,试验结果表明,提出的计算方法可行。建议预应力碳纤维板加固钢结构的预应力损失估算值取为张拉控制值的15%。     

预应力碳纤维板锚固钢筋混凝土梁抗弯试验研究

对3根梁进行了试验,一根为对比梁,一根为普通碳纤维板加固,一根为预应力碳纤维板加固,研究了碳纤维板对钢筋混凝土梁的加固效果。同时设计了一套较为可靠的张拉锚固设备,制定了一套较完整的张拉工艺。通过梁抗弯试验,对应变、挠度、承载力进行了研究。试验证明,加固梁的开裂荷载均有提高,但提高不明显,极限荷载提高幅度较大,且预应力碳纤维板加固梁较普通碳纤维板加固提高更多;在增加梁的刚度、降低延性发展方面,预应力碳纤维板加固效果更好;试验过程中碳纤维板未出现滑移,锚固效果良好,有效地延缓了碳纤维板的剥离破坏。     

预应力碳纤维板加固混凝土梁多次张拉时预应力损失分析

在多条预应力碳纤维板分次张拉加固混凝土梁的过程中,碳纤维板之间相互作用造成的预应力损失不容忽视。通过不同维度的应力分析,得到预应力碳纤维板加固混凝土梁多次张拉时产生的预应力损失计算公式,并对比分析了各维度计算公式的区别和适用范围。基于张拉预应力损失计算公式提出了碳纤维板预应力加固中的超张拉设计方案,并对其适用条件进行了分析。     

微曲张拉碳纤维板加固钢筋混凝土梁工艺研究

针对预应力碳纤维板加固钢筋混凝土梁的力学效能要求,提出了微曲张拉碳纤维板的新工艺,其关键技术是在加固构件和碳纤维板之间设置微矢高曲线型混凝土垫板作为结合体,以改善碳纤维板与加固构件之间的接触状态,提高预应力效率,增强构件的整体耐久性能。介绍了微曲混凝土垫板的设计方案、碳纤维板张拉锚固装置的构造以及微曲张拉碳纤维板加固钢筋混凝土梁的工艺实施方法。按照所述的新工艺进行钢筋混凝土梁加固,可有效地发挥碳纤维板的材料强度,使预应力沿加固构件底部均匀分布,并对碳纤维板实施长期的保护。     

持载下预应力CFRP加固R.C梁受弯承载力计算及其影响因素分析

粘贴预应力碳纤维布加固混凝土构件是一种行之有效的加固方式,通过对持载下预应力碳纤维布加固钢筋混凝土梁受弯破坏理论分析和总结,推导出承载力计算公式,并通过理论计算分析了持载及预应力水平对承载力的影响。分析结果表明:当受压区混凝土压碎时,梁的极限承载力随着持载的增大而逐渐降低,随着预应力水平增大而逐渐增大且具有极值;当碳纤维布拉断时,梁的承载力随着持载的增大而逐渐增大,而随着预应力水平的增大逐渐降低。持载对极限承载力的影响较小,可以忽略;最后基于加固后构件的延性探讨了预应力CFRP有效张拉应变的控制值。     

预应力碳纤维板加固支座优化及应用

随着技术的发展和社会的需要,预应力碳纤维板加固技术已经得到了越来越广泛的应用。加固支座是连接加固构件及预应力碳纤维板锚具的重要组成部分,其性能的优良与否将直接影响到碳纤维板预应力的张拉效果和结构的安全。本文采用有限元分析软件ANSYS模拟真实的构件,初步分析构件的受力情况并对加固支座进行优化设计,通过相关试验验证,并在实际工程应用中取得较好较果     

预应力加筋碳纤维板加固混凝土梁试验研究及承载力计算

针对现有加固方法中的诸多缺点,提出使用预应力加筋碳纤维板(SCFRP)加固混凝土梁的新技术。对预应力加筋碳纤维板加固混凝土梁进行试验研究,主要讨论试验梁的加固工艺和碳纤维板的张拉控制应力等参数对加固性能的影响,以未加固梁为参考梁,研究加筋碳纤维板与普通碳纤维板加固混凝土梁效果的异同。试验结果表明,预应力加筋碳纤维板加固成本低、锚具效果优且能较好地提高结构变形能力,达到极限拉伸应变从而充分发挥其作用。此外,该技术使高强钢丝与碳纤维丝在加固工程中优势互补,形成一种性能优良、成本较低且施工方便的新型加固材料,值得在实际工程中大力推广应用。     

预应力碳纤维板加固钢筋混凝土梁预应力损失试验研究

通过25根预应力碳纤维板加固钢筋混凝土梁试验研究,分析了预应力加固梁制作各工序的预应力损失。试验结果表明:当预应力水平分别为20%和30%时,预应力碳纤维板加固梁的平均预应力损失(相对于初始预应力)分别为14.38%和15.36%。对碳纤维板采取超张拉和二次超张拉技术,可以有效减小预应力损失。基于国内外混凝土结构设计规范的预应力损失计算方法,将预应力损失分为三部分:碳纤维板和锚具间的滑移引起的预应力损失、混凝土弹性压缩变形引起的预应力损失和碳纤维板应力松弛造成的预应力损失。在试验基础上,提出了三部分预应力损失的计算表达式,为预应力碳纤维板的加固设计提供参考。     

预应力碳纤维板加固矩形梁的试验研究

以往使用不施加预应力的碳纤维材料加固构件不能最大限度发挥材料性能,预应力碳纤维板加固技术可有效解决上述缺陷。本文在此基础上优化了锚固设备,并对6根采用外部粘贴预应力碳纤维板加固的构件进行了抗弯试验,分析了3套锚具的性能,研究了预应力碳纤维板加固对试件特征荷载、裂缝发展、碳板与钢筋协同性等的影响。试验结果表明:预应力碳纤维板加固可显著提高受弯构件开裂及屈服荷载,减小构件使用阶段内的变形,充分发挥碳纤维材料性能。     

预应力碳纤维板加固受弯构件的延性控制方法

碳纤维增强复合材料是一种脆性材料,其变形能力远低于钢材,应用于建筑及桥梁结构加固有可能削弱原结构的延性。预应力碳纤维加固技术具有充分利用材料性能,改善结构应力分布的优点,但对碳纤维施加预应力将伴随产生初始应变,碳纤维的剩余变形更少,对加固结构延性的影响也更大。本文对碳纤维面积、初始应变等参数与结构屈服曲率、破坏曲率之间的关系进行推导,通过确定延性系数来设计碳纤维的加固参数,以达到控制结构延性的目的。在此基础上根据推导的结果进行实例分析,并将延性控制的计算结果与已有的试验研究结果进行对比,试验结果与理论计算结果吻合良好,表明提出的延性控制方法正确有效。