碳纖維布加固部分預(yù)應(yīng)力混凝土梁受彎疲勞性能研究.pdf

1、碳纖維布加固混凝土結(jié)構(gòu)是一個(gè)新興的研究領(lǐng)域，眾多研究人員對(duì)該領(lǐng)域進(jìn)行過研究。然而從已出版的專著及公開發(fā)表的論文可知，采用碳纖維布加固部分預(yù)應(yīng)力混凝土梁在疲勞荷載作用下的性能，國(guó)內(nèi)尚未有相關(guān)的試驗(yàn)研究。 本文首先對(duì)國(guó)內(nèi)外預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)及碳纖維布加固結(jié)構(gòu)的疲勞性能研究現(xiàn)狀進(jìn)行了綜述，對(duì)部分預(yù)應(yīng)力梁的受力特性和梁設(shè)計(jì)方法進(jìn)行歸納?；凇邦A(yù)加力使混凝土成為彈性材料”的概念，并運(yùn)用“有效慣性矩法”和力的平衡方法對(duì)碳纖維布加固部分預(yù)應(yīng)力梁

2、跨中正截面進(jìn)行應(yīng)力、應(yīng)變分析，給出截面開裂彎矩和開裂截面幾何特性，為碳纖維布加固部分預(yù)應(yīng)力梁的研究提供理論基礎(chǔ)。 進(jìn)行碳纖維布加固部分預(yù)應(yīng)力混凝土梁的彎曲疲勞試驗(yàn)，試驗(yàn)梁采用名義拉應(yīng)力法設(shè)計(jì)并參考《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》按構(gòu)件三級(jí)裂縫控制等級(jí)進(jìn)行驗(yàn)算。本次試驗(yàn)共制作了6根尺寸、配筋相同的部分預(yù)應(yīng)力梁，2根做靜載試驗(yàn)，4根做等幅彎曲疲勞試驗(yàn)。進(jìn)行了兩根碳纖維布加固部分預(yù)應(yīng)力損傷梁的疲勞試驗(yàn)，通過改變碳纖維布的粘貼層數(shù)(1、2層)，從

3、材料的應(yīng)變、梁的撓度、裂縫擴(kuò)展情況三方面進(jìn)行分析，研究碳纖維布加固預(yù)應(yīng)力損傷梁相比未加固完好梁抗疲勞性能的提高程度，并探討不同層數(shù)碳纖維布對(duì)加固梁疲勞性能的影響。本次試驗(yàn)表明：粘貼一層碳纖維布加固完好梁的極限承載力比未加固完好梁提高約30％；預(yù)應(yīng)力損傷梁粘貼碳纖維布加固后完全能達(dá)到未加固完好梁的疲勞壽命，在損傷加固梁比未加固梁疲勞上限荷載加大的情況下，預(yù)應(yīng)力損傷加固梁比未加固梁的疲勞壽命提高23％～55％，預(yù)應(yīng)力損傷加固梁比未加固梁的撓

4、度減少了15％～49％；疲勞荷載作用下，碳纖維布加固梁的裂縫數(shù)量增多，裂縫間距變密，裂縫寬度變小，加固梁的疲勞抗裂性有了很大的改善。 基于唯象觀點(diǎn)，對(duì)混凝土、鋼筋和碳纖維布分別采用疲勞彎曲受壓變形模量、鋼筋面積和纖維剩余強(qiáng)度這三種宏觀物理量作為損傷量度，在正截面進(jìn)行應(yīng)力、應(yīng)變分析的基礎(chǔ)上，提出了一種考慮鋼筋、混凝土和碳纖維布三種材料耦合作用的疲勞損傷非線性分析方法。該方法可以考慮由于組成材料損傷機(jī)制不同而造成的疲勞損傷過程中的應(yīng)