CFRP板预应力加固工艺相关试验研究

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碳纤维作为一种新型的高强,高性能结构材料在土木工程领域中已有应用,特别是在工程结构的加固中具有巨大的应用前景。但是采用普通粘贴CFRP片材进行抗弯加固的方法存在诸多问题及缺陷:CFRP材料强度利用率低,加固用的CFRP材料只有在被加固构件二次受荷,发生进一步变形之后才能逐步参与作用等。为了更好的发挥出CFRP材料高强度的特点以及解决上述问题,最好的方法就是对CFRP材料施加预应力,形成类似体外预应力的CFRP预应力系统应用到加固工程中。本课题组预研究开发出一套应用于结构加固领域的CFRP板预应力系统,本文是在课题小组前期试验研究基础上,分析总结前期试验成功得失并做相关试验研究,其主要内容如下:①通过剪压复合试验检验胶体以及胶板共同工作时的抗剪强度和作用在其上正应力关系。②分析总结目前各种夹具的弊端,确定预研究开发夹具类型。③通过摩擦试验检验试验碳纤维板表面摩擦系数,并在此基础上设计夹具。④通过试验检验夹具极限夹持力以及持荷能力。目前已经完成了一系列试验,通过分析总结各次试验结果得出以下结论:①在适当正应力下可以提高胶体以及胶板共同工作时的抗剪性能。②楔形夹具能解决夹具内部受力不均的问题,并且克服了以往夹具施工周期长,操作复杂等缺陷。③通过摩擦试验得出碳纤维板表面摩擦系数可定为0.3.④圆柱型楔形夹具可以有效的对试验CFRP板施加预应力。该夹具体积小,操作简单。张拉试验中碳纤维建立的最大张拉应力达到2483MPA,最大张拉力达到149KN。以上结论是通过一系列试验现象和结论结合理论分析得到,从宏观规律上已经抓到了问题实质,能够较准确的解释试验现象和破坏原理,为今后课题进一步研究提供了必要的试验和理论分析依据。
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