预应力CFRP片材加固方法是复合材料加固技术的最新发展,它将FRP片材粘贴加固技术的高强、高效、轻质、耐腐蚀、施工方便等优点和体外预应力筋加固技术的长处相结合,使FRP片材的抗拉能力得到更充分的发挥,以提高加固效果。 应用本课题组发明的新型CFRP片材——碳纤维薄板(Carbon Fiber Laminate,简称CFL)构建预应力碳纤维薄板增强RC梁,采用理论分析、有限元计算和实验相结合的方法,本文对预应力碳纤维薄板增强RC梁的承载力等抗弯性能进行了探讨。具体研究内容和结论如下： (1)对预应力CFRP增强RC梁的有效预应力进行了分析。针对预应力CFRP增强RC梁的破坏模式(CFRP拉断、混凝土压碎、CFRP与混凝土剥离),提出了不同破坏模式下预应力CFRP增强RC梁极限承载力的理论计算方法。 (2)改进体外钢绞线直线加载法,并设计了相应的锚具和夹具,成功地采用间接预应力方式对CFL施加了预应力。对9条试验梁的有效预应力的分析结果可知,由理论公式和有限元计算的有效预应力值都比实验值大。有限元计算值与实验值较接近。 (3)对不同预应力CFL增强RC梁进行了抗弯性能的静载实验,得到了荷载-挠度曲线以及加固梁的开裂荷载、屈服荷载和极限荷载。实验结果表明,预应力度比较大时,加固梁的极限荷载有所增加。与实验结果相比,加固梁承载力的有限元计算值都偏大。其中,开裂荷载大17.3％,屈服荷载大14.9％,极限荷载大14.3％。 (4)对弯曲载荷下有端部U型锚固的预应力CFL加固RC梁的受力情况进行了探讨。计算结果表明,U型箍对加固梁端部剪应力集中的情况有改善作用,减少的幅度达48％。这有利于防止端部剥离的情况,提高加固梁的剥离承载力。