基本信息
- 项目名称：
- “内嵌加固”-- 碳纤维嵌入式加固梁技术研究
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”省赛作品
- 小类：
- 机械与控制
- 大类：
- 自然科学类学术论文
- 简介：
- 随着钢筋混凝土结构的飞速发展，钢筋混凝土加固技术也相应出现了。为了保障人民的人身安全，迫切需要对现有不符合国家建筑工程质量要求的结构进行加固处理。本作品主要从研究新型的加固方式，加固材料上面入手，探究加固前后的混凝土的各项指标性质的变化，最后得出了一个具体可操作性的加固方法以及定性的混凝土梁的性能的变化。
- 详细介绍：
- 本论文主要从新型的嵌入式碳纤维板（CFRP)加固方式出发，对已经受损的混凝土梁在其底部进行割槽竖向植入碳纤维板进行加固。通过对不同型号的对比梁进行加载得出混凝土梁的极限荷载，混凝土的应变，钢筋应变，支座端的百分表读数等数据，从中得出一套可靠的可开发的加固技术以及加固前后梁内的各项指标的变化情况从而得到嵌入式加固方法对于梁的性能影响，对于梁的延性的影响。试验结果表明：采用碳纤维板加固钢筋混凝土梁可以有效的提高其抗弯性能；加固梁裂缝间距较小,最大裂缝宽度小，而数量较多,有效控制裂缝的扩展；在碳纤维板用量相同的前提下，材料分开加固更有利于提高梁的整体刚度，构件梁的延性得到较大的提高。
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作品专业信息
撰写目的和基本思路
- 本作品是基于碳纤维加固混凝土梁技术的研究报告，通过长达3个月的实验研究，是一个对于加固技术和研究结果的一份综合性报告。随着钢筋混凝土结构的飞速发展，钢筋混凝土加固技术也相应出现了。本研究主要从研究新型的加固方式，加固材料上面入手，探究加固前后的混凝土的各项指标性质的变化，最后得出了一个具体可操作性的加固方法以及定性的混凝土梁的性能的变化情况。
科学性、先进性及独特之处
- 科学性：本项目有一个完整的研究方案体系，以理论为研究的指导方向，对于研究的过程有一个总体的规划及部署。 先进性：本项目主要是针对传统加固方式的不足而提出的新型的、有效的、简便的创新加固方式。特色与创新：（1）方法上：采用内嵌式碳纤维板加固技术，替代表面黏贴碳纤维布，解决了后者在加固过程中出现的一些问题。 （2）材料上：碳纤维板经久耐用，抗腐蚀能力强，抗疲劳能力强，密度小，刚性大，强度高。
应用价值和现实意义
- 本项目经过理论与实验的双重研究，最终得出的结论是构件在加固之后其整体刚度得到有效的提高，其延性得到显著的提高。由此可得对于损伤的构件的一个加固应用，其加固效果是非常显著的。结构构件延性的好坏对于地震发生时的一个建筑抗震来说是非常重要的，构件延性越好对于地震发生时建筑的支持时间越久。在当今地震频发的环境下，抗震能力的强弱将是衡量一个建筑物质量的一个标准。因此本项目具有一定的应用价值与现实意义。
学术论文摘要
- 本论文主要从新型的嵌入式碳纤维板（CFRP)加固方式出发，对已经受损的混凝土梁在其底部进行割槽竖向植入碳纤维板进行加固。通过对不同型号的对比梁进行加载得出混凝土梁的极限荷载，混凝土的应变，钢筋应变，支座端的百分表读数等数据，从中得出一套可靠的可开发的加固技术以及加固前后梁内的各项指标的变化情况从而得到嵌入式加固方法对于梁的性能影响，对于梁的延性的影响。试验结果表明：采用碳纤维板加固钢筋混凝土梁可以有效的提高其抗弯性能；加固梁裂缝间距较小,最大裂缝宽度小，而数量较多,有效控制裂缝的扩展；在碳纤维板用量相同的前提下，材料分开加固更有利于提高梁的整体刚度，构件梁的延性得到较大的提高。
获奖情况
- 在2009年-2010被立为新苗人才计划，2010年12月已经顺利结题。
鉴定结果
- 以上所填内容真实可靠。
参考文献
- 参考文献： 【1】 赵彤著 谢剑著。碳纤维布补强加固混凝土结构新技术。天津: 天津大学出版社, 2001.10. 【2】 周朝阳,向传家,贺学军.内嵌FRP加固钢筋混凝土梁的受 弯承载力分析[J].建筑结构,2006,36(12):19-21. 【3】 贺学军,周朝阳,徐玲.内嵌CFRP板条加固混凝土梁的抗弯性能试验研究[J].土木工程学报,2008,41(12):14-20. 【4】 梁金福,燕柳斌,赵君君等.CFRP板条嵌入式加固钢筋混凝土梁抗弯性能试验研究[J].工业建筑,2009,39(2):100-102. 【5】 贺福编著。碳纤维及其应用技术。第1版。北京：化学工业出版社，2004. 【6】岳清瑞[等]编著。碳纤维增强复合材料(CFRP)加固修复钢结构性能研究与工程应用。北京: 中国建筑工业出版社, 2009. 【7】 方华丽 李寿明编著。延性在地震区房屋结构设计中的运用分析。2007.
同类课题研究水平概述
- 真正具有现代工程意义的钢筋混凝土结构出现至今已有100年左右的时间。钢筋混凝土结构加固技术的历史则相对要短，仅30-40年左右。目前已有的钢筋混凝土工程结构，大多数已达设计使用期限，面临拆除重建还是改造加固继续使用的选择。这无论在欧美发达国家，还是在中国，都存在这一问题。除了设计寿命上的原因，造成钢筋混凝土结构无法正常使用的原因还有很多，例如：设计错误、施工质量未达要求、结构改变使用用途、原有建筑不符合现有规范要求、受风力和地震等自然灾害破坏、在腐蚀性环境下造成混凝土炭化和钢筋锈蚀等等。出于环保和文化以及经济方面的原因，对老旧钢筋混凝土结构进行修复加固，延长建筑的使用寿命，在建筑市场日益普遍。英国在1980年房屋改造工程占全国建筑业的1/3；瑞典在1983年房屋改造工程占全国建筑业的1/2；美国劳工部估计到下个世纪，美国最热门的九类职业中，房屋改造和维修加固就是其中之一。 随着钢筋混凝土结构的飞速发展，钢筋混凝土加固技术也相应出现了。最早使用的一批钢筋混凝土结构，已接近设计期限，特别是改革开放以来，建筑业市场较为混乱，造成建筑工程质量低劣，工程事故屡有发生，已引起国家和人民的高度重视。为了保障人民的人身安全，迫切需要对现有不符合国家建筑工程质量要求的结构进行加固处理。建设部于1990年制订了中国工程建设标准化协会标准《混凝土结构加固技术规范》（ECS25:90）。但由于有关加固的结构试验研究、理论分析及工程实践经验等的缺乏，目前均处于起步阶段，因此《加固》规范中还有许多工作需要完善。我国《加固》规范中推荐的加固方法主要有：改变结构传力途径加固法、加大截面加固法、外包钢加固法、预应力加固法和外部粘钢加固法，对于新型的其他加固方式无详细的说明。而本项目采用了新型的碳纤维嵌入式加固方式，无论在理论上还是在研究结果上对于探索新型的加固方式都是一种创新和突破。 另外针对于碳纤维布在加固领域中的应用在相当程度上有一定的限制，寻求新的碳纤维板加固方法具有较大的现实意义。这方面的试验研究和理论工作还处于起步阶段。
