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利用预应力碳纤维(CFRP)布加固钢筋混凝土结构是一项新型的加固技术。目前,国内外对于预应力CFRP布加固钢筋混凝土梁疲劳性能的研究较少,本文通过4根加固梁的静载试验和4根加固梁的疲劳试验,对不同预应力水平和不同粘结层性能下,预应力CFRP布加固钢筋混凝土梁的疲劳性能进行了试验研究和理论分析。主要研究内容和结论如下:
1.试验所采用的张拉锚固装置具有先锚固后张拉的特点,试验表明,该装置可简便、可靠的对CFRP布实施预应力张拉。
2.设计了一套杠杆型疲劳试验加载体系,利用杠杆对荷载进行四等分(或两等分),在提高试验效率的同时,保证各试验梁在相同的加载环境下进行试验,采用拉荷载则能够更好地观察裂缝、CFRP布与梁之间粘结的状况。经过试验的验证,该套加载体系简单实用,能很好地满足试验的要求。
3.进行了3根不同预应力水平硬粘结加固梁的疲劳试验,结果表明,对CFRP布施加预应力可以提高加固梁的疲劳寿命,并且预应力水平越高,加固梁疲劳性能的改善越明显。
4.进行了相同预应力水平下1根硬粘结加固梁和1根软粘结加固梁的疲劳试验,结果表明,采用软粘结可以推迟或避免CFRP布剥离破坏的发生,从而改善加固梁的疲劳性能。
5.对软粘结的机理进行了分析,软粘结层具有断裂韧性好等特征,可以在裂缝附近的粘结界面提供更大的剪切变形能力,能有效改善裂缝出现后CFRP布的受力环境,并且使梁的变形能力得到明显地提高。同时,因软粘结的“时滞”特点,在疲劳循环荷载作用下,软粘结层对改善加固梁的刚度特征能发挥有利的作用。