内嵌预应力纤维材料加固混凝土梁概述.pdf

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1、78内嵌预应力纤维材料加固混凝土梁概述2014年1O月内嵌预应力纤维材料加固混凝土梁概述张春生，赵旭，丁亚红(河南理工大学土木工程学院，焦作454003)摘要：针对目前FRP材料在土木工程领域中的研究现状，在阅读大量国内外相关资料的基础上，简单介绍了FRP复合材料加固技术的发展，并重点分析了内嵌预应力FRP板或筋材加固法的特点及工程应用方面的若干问题。通过分析得到，内嵌预应力FRP板条或筋材加固法是一种有效的加固技术，但实用的张拉锚固技术及影响加固效果的相关参数研究有待进一步深入探讨。关键词：混凝土；加固；FRP；顸应力中图分类号

2、：TB332文献标识码：A文章编号：1003—0999(2014)10—0078—06新中国成立以来，我国开展了大量基础设施的法具有很大的优势。而传统加固方法大多为增加结恢复与建设，特别是改革开放后，土建行业蓬勃发构体积、自重，具有易腐蚀，后期养护费用高，施工工展，各类基础建设大量兴建。值得注意的是，在我国序较多，质量难以保证等缺点，加固效果并不建筑行业飞速发展的同时，很多早期的结构已经达理想。到了设计基准期(50～100年)。同时由于设计施工表1纤维的力学性能Table1MechanicalpropertyofFRPtendon

3、不当、缺少及时维修等人为因素，材料老化、环境腐蚀严重等自然因素，超负荷使用、火灾、地震以及规范改进等因素’，很多建筑结构已达不到其设计安全标准。因此研发新式技术和新型材料以更加经济、合理地修护和改造现有结构，延长其使用年限，最大化地利用现有资源是当今土木领域的一个重要FRP材料形式多样，现已研发出复合纤维布、复课题。合纤维板、纤维增强复合材料格栅、纤维增强复合筋等材料形式。目前，碳纤维布和碳纤维板材应用最1FRP复合材料加固技术的研究现状为广泛。碳纤维筋材因其独特的筋材形式，可采取自2O世纪80年代瑞典学者Meierl3应用FRP

4、内嵌的加固方式，并在一定程度上可代替普通筋材板材替换钢板，并采取树脂黏结方式加固Ebach桥而具有很大研究潜力。取得成功后，业界学者愈发意识到将FRP新型复合早期应用FRP复合材料进行加固时，大多采用材料应用于加固技术，效果较好。常用的纤维复合外贴式，相关技术研究也是针对外贴法的。日本于增强材料(FRP)有玻璃纤维(GFRP)、碳纤维20世纪80年代末开始对碳纤维片材加固混凝土结(CFRP)、芳纶纤维(AFRP)。不同的FRP材料之间构技术进行研究，并于1999年3月颁布了《应用的力学性能和价格差异比较大，考虑经济、安全等因FRP

5、加固修复混凝土结构标准草案》，阪神大地震素，工程实践中多使用CFRP材料J。常见的几种后，13本开始对复合材料加固技术进行深入研究，经纤维的力学性能见表1。FRP复合材料本身所具有济效益提升显著。1991年，美国成立了ACI440委的轻质、高强、耐锈蚀性好、热膨胀系数低、无磁性、员会，开展了对纤维复合增强材料(FRP)加固混凝抗疲劳等特点，决定了它在相较于传统的加固技术土构件的研究j。我国对纤维复合增强材料的研究如增大截面法、体外预应力法、粘钢加固法等加固方始于1997年，并在2003年5月颁布了国内第一部收稿日期：2014—04

6、—10基金项目：国家自然科学基金(51108161)；河南省重点科技攻关项目(092102240009)；河南省重点学科项目(509919)；河南理工大学博士基金(B2010—10)；河南理工大学青年基金(Q2013-09A)作者简介：张春生(1974．)，男，副教授，主要从事结构工程研究，zhangchunsheng405@163．com。FRP／CM2O14．No．102014年第l0期玻璃钢／复合材料79关于碳纤维材料加固技术的标准——《纤维复合片(3)防火性能好。外贴FRP材料的致命弱点是材加固混凝土结构技术规程》，随后，

7、《结构加固用防火性能差。将FRP材料嵌入构件中较好地解决碳纤维片材》和《结构加固修复用粘贴树脂》等建筑了这一问题。另外，在做表面处理时也可以采用特工业行业标准的颁布实施，极大地推动了我国复合殊防火材料以提升防火性能；材料加固技术的发展和应用。(4)负弯矩区域加同方便．．对构件进行负弯矩外贴FRP材料虽然能有效地提高加固补强构区加固时，直接在表面粘贴FRP材料很容易遭到人件的承载力，但由于易发生剥离破坏等原因，FRP材为或环境因素的破坏，而嵌入式预应力CFRP材料料强度的利用率并不高。因此，国内外学者“在加固方法可有效地避免这种情况

8、的发生；外贴FRP材料的基础上，对材料施加预应力以更有(5)充分利用FRP材料的强度采HJ1人J嵌cp’RP效地利用其强度。国内外学者通过大量的实验研究材料加固法时，CFRP材料的高强度难以得到充分和理论分析表明，对FRP片材施加预应力可大幅提发挥