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預(yù)應(yīng)力碳纖維簡(jiǎn)介

文章出處:網(wǎng)絡(luò)責(zé)任編輯:管理員人氣:發(fā)表時(shí)間:2015-10-02【

CFRP片材中引入預(yù)應(yīng)力來(lái)對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)加固是一種嶄新的技術(shù)。近年來(lái)國(guó)內(nèi)外已經(jīng)有不少研究單位相繼開(kāi)展了這方面的研究。如Triantafillou(1992)、Deuring(1993)、Meier&Wight(1995)、Izumo(1997)、Garden(1998)、Quantrill & Hollaway(1998)等,其中Deuring(1993)用張拉的方法對(duì)厚度1mmCFRP片材施加預(yù)應(yīng)力,靠一套裝置對(duì)6m長(zhǎng)的T型梁做外加固。Deuring試驗(yàn)中對(duì)片材施加預(yù)應(yīng)力至1000Mpa,相當(dāng)于其強(qiáng)度的50%。測(cè)試結(jié)果表明與未加固梁相比,用預(yù)應(yīng)力CFRP片材加固的梁的抗彎強(qiáng)度增加了32%。Deuring同時(shí)進(jìn)行了疲勞試驗(yàn),將CFRP片材施加預(yù)應(yīng)力至其強(qiáng)度的50%,進(jìn)行了三千萬(wàn)次循環(huán),沒(méi)有出現(xiàn)混凝土或板材破壞的跡象。 Deuring對(duì)CFRP片材施加預(yù)應(yīng)力的方法是將預(yù)應(yīng)力引入加固用CFRP片材最常用的三種方法之一。另兩種方法是:(1)在粘貼CFRP片材之前對(duì)抗彎構(gòu)件反撓曲,然后放松彎曲,在片材中產(chǎn)生預(yù)應(yīng)力(Saadatmanesh & Ehsani1991; Char et al. 1994);(2)用受彎構(gòu)件的反作用張拉片材(Izumo et al. 1997; Saeki et al. 1997; Wight et al. 1996; Elhacha et al. 1999; Elhacha et al. 2000; Elhacha et al. 2000)。在后一種方法中,CFRP片材粘貼在安裝于抗彎構(gòu)件兩端分開(kāi)的錨具上。不斷拉緊端部的錨具,用安裝的錨具的反作用來(lái)張拉片材,其作用方向與固定的錨栓相反。Wight et al.(1996)開(kāi)發(fā)了一種使用圓形鋼筋錨栓的CFRP預(yù)應(yīng)力體系,將之使用在5.0米長(zhǎng)鋼筋預(yù)應(yīng)力混凝土梁上。初始預(yù)應(yīng)力水平在500Mpa和600Mpa之間,試驗(yàn)時(shí)有效預(yù)應(yīng)力水平為250Mpa,相當(dāng)于片材現(xiàn)有保證強(qiáng)度的20%。El-hacha et al.(1999)最近延伸了這項(xiàng)工作,他在1/3范圍預(yù)開(kāi)裂且嚴(yán)重破壞的混凝土梁上使用錨固/預(yù)應(yīng)力體系。錨固體系設(shè)計(jì)采用平板對(duì)CFRP片材加預(yù)應(yīng)力。CFRP片材開(kāi)始張拉至650 Mpa,相當(dāng)于片材極限抗拉強(qiáng)度的50%。瑞士EMPA(瑞士聯(lián)邦材料檢測(cè)與研究實(shí)驗(yàn)室)在1993年前后在世界上首次進(jìn)行了預(yù)應(yīng)力CFRP板的試驗(yàn)研究。1997年,EMPA對(duì)現(xiàn)場(chǎng)施工的SikaLEOBA 后張法進(jìn)行了張拉和錨固試驗(yàn),其后于1998年首次將預(yù)應(yīng)力CFRP板引入橋梁工程加固。1999年以后,又相繼用于法蘭克福某銀行大樓的剪力墻等建筑結(jié)構(gòu)加固工程中。通過(guò)不斷的工程實(shí)踐和改進(jìn),2002年初Sika公司向市場(chǎng)推出兩種成熟的預(yù)應(yīng)力板體系。采用預(yù)應(yīng)力CFRP板對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行加固的方法具有許多優(yōu)點(diǎn)。與預(yù)應(yīng)力鋼筋比,它質(zhì)輕,易于操作,無(wú)應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂的危險(xiǎn),易于對(duì)已有結(jié)構(gòu)施加預(yù)加應(yīng)力。與不加預(yù)應(yīng)力的CFRP片材結(jié)構(gòu)加固比,它可以更充分地利用CFRP板的高強(qiáng)性能,減少材料的使用量,增強(qiáng)適用性(減小裂縫寬度甚至閉合裂縫,減小原有鋼筋應(yīng)力,減小原有結(jié)構(gòu)的過(guò)大撓度),增加結(jié)構(gòu)正常使用期限和安全度與耐久性(減小材料強(qiáng)度的發(fā)揮對(duì)膠性能的依賴性,增加結(jié)構(gòu)的密實(shí)度和耐腐蝕性)。由此可見(jiàn),預(yù)應(yīng)力CFRP板加固方法的進(jìn)一步推廣使用,不論從結(jié)構(gòu)加固,還是從CFRP材料的使用來(lái)說(shuō),都將是一個(gè)新的發(fā)展趨勢(shì)。  

 

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