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目前,大量的混凝土结构由于先天缺陷、后天损害(老化病害、自然灾害)和设计标准提高、设计规范的修订、使用功能改变等原因,导致不能满足结构的强度、刚度、稳定性和耐久性要求,需要进行维修、加固、改造或重建。国内外在混凝土结构加固方面的研究很多,传统的加固方法主要有:加大截面加固法、预应力加固法、粘钢加固法和增设支点加固法等。这些加固方法有其特有的优点,但也存在不足。
纤维复合增强材料(简称FRP)具有高强、轻质、耐腐蚀强等优异性能,在工程加固领域中作为代替钢材的新材料(布、板、索、筋),已经有了广泛的应用。常见的FRP加固方法有外贴式加固法和嵌入式加固法。如不对FRP施加预应力,在协同变形的条件下,其高强度很难得到发挥。尤其在对既有结构的加固,FRP所能发挥的强度更加有限。因此,从结构角度考虑可以对FRP材料施加预应力以发挥其高强度;例如:外贴预应力FRP片材加固结构、体外预应力FRP索加固结构等。但大量的研究和应用表明,外贴预应力FRP片材加固结构和体外预应力FRP索加固结构存在很多缺点。
针对上述两种预应力FRP加固法的不足,本人所在的课题组-东南大学城市工程国际研究中心提出嵌入式预应力CFRP筋加固混凝土结构新技术:提出了几种减小嵌入式预应力CFRP筋端部应力集中的新方法,并通过嵌入式预应力CFRP筋抗弯加固RC梁的试验,对加固后梁的破坏特征和破坏机理进行研究,运用普通钢筋混凝土原理,推导出在静力荷载作用下加固混凝土梁正截面承载力的计算公式;开发了可应用于实际工程的张拉装置;对嵌入式预应力CFRP筋抗弯加固技术的施工工艺进行了论述。最后,对近年来课题组提出的几种新型抗弯加固RC结构技术进行了比较分析。