预应力cfrp加固钢结构技术初探论文

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1、预应力CFRP加固钢结构技术初探论文.freelpa，弹性模量约为2.35×109Mpa.树脂体系采用环氧类材料。2、设计根据待修补结构的受力特点、传力路径和应力-应变场，确定CFRP布的用量、尺寸和铺设方向等。纤维方向应尽量与损伤构件中最大受力方向保持一致。如果损伤部位处于复杂应力状态，则纤维取向和铺层顺序应尽量与控制主应力方向一致。3、嵌入式预应力张拉技术钢结构加固的特殊性，需要一种简便的预应力施加方式，传统的预应力施加方式往往是先张拉后锚固，需要相对复杂的张拉机具，以及相应的反力装置。在锚固的时候，预应力损失也比较大。嵌入式预应力张拉技

2、术，其特点就是先锚固后张拉，以构件本身和先前的锚固作为张拉受力装置，无需复杂的张拉机具。嵌入式预应力张拉技术可分次施加预应力，可对粘结层产生挤压效应，提高粘贴的可靠性。同时，因采用先锚固后张拉技术，预应力损失小，方法简便有效。锚固及张拉装置见图1：4、纤维布安装工艺1）表面处理：先用粗砂纸打磨构件的粘结区域，清理构件表层，用丙酮或酒精溶液擦洗表面，去除污染物，晾置干燥，用粘结剂浸润表面。（a）安装前（b）安装后图1.锚夹具安装示意图2）在设计要求的位置打孔，应远离待加固部位以免造成二次损伤；3）采用挤推法带胶按图1所示方法安装纤维布，将纤维布

3、初步张紧；待锚固处胶硬结后第一次施加预应力，将纤维布完全拉直，此时纤维布与钢结构构件表面留有一定的空隙；4）在纤维布表面抹胶，将纤维束间的空隙初步封闭，稍干硬后进行灌胶；5）胶稍干后第二次施加预应力至设计的控制应力（利用挤压效应，提高粘贴质量），用胶将纤维束充分浸透，提高共同工作性能。6）常温下48小时后（气温较低时应适当延长时间），胶充分硬结后，割除多余的螺杆，根据结构的实际要求进行表面防护处理。4.预应力CFRP加固的设计与计算原则预应力CFRP加固钢结构除遵守一般钢结构加固的准则与规定外，还具有以下的特点：1）进行静力计算时必须首先确定

4、一些与调整应力有关的参数，例如辅助平衡力大小、预应力力度、预应力卸载弯矩值、支座标高的位移值等；2）要确定调整应力时的合理荷载值或应力水平，换言之，要分析判断加固结构时是否需要全部卸载，或卸载至某一水平。在加固结构的设计计算中应遵守下列原则：1）加固件与被加固件皆在材料弹性范围内受力，两者在荷载下同时达到材料的强度设计值；2）充分发挥材料强度潜力，加固件的预应力度可使被加固件的应力卸载至其反向应力的极值；3）预应力加固设计中同样应当考虑预应力加载系数、预应力损失系数、工作条件系数、荷载系数等。5.结语预应力CFRP加固钢结构与加固砼结构在机理

5、方面明显不同，因此，为了使这一先进的结构加固方法更广泛地应用于工程实践，还存在以下问题有待于进一步研究：1）钢结构经CFRP加固后，可视为广义的复合材料结构。不同材料间的粘结界面是加固后体系的薄弱环节，破坏往往产生于此。因此，界面粘结机理及界面粘结破坏将成为CFRP加固钢结构技术的研究重点。试验表明，施加预应力和降低粘结层刚度，加大粘结层厚度可缓解界面的粘结破坏，但其函数关系尚需进一步研究。2）复合结构界面力学性能参数（如界面剥离破坏强度、剪切破坏强度）有待于通过试验来测定，但目前的试验方法尚不成熟。3）钢材与碳纤维均为导电材料，且碳纤维比钢

6、材具有较高的电位。用粘结剂粘贴时胶层很薄，且容易存在空隙。当钢结构表面与碳纤维直接接触并处于腐蚀性环境中时，就会发生电偶腐蚀。按本文所述的预应力施加方法，可适当加大粘结层的厚度，提高胶层的饱满度，应当可以避免发生电偶腐蚀，但其可靠性尚有待验证。