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图 16 两 种 纤 维 混 杂 增 强 梁 荷 载 - 挠 度 曲 线 图
图 17 三 种 纤 维 混 杂 增 强 梁 荷 载 - 挠 度 曲 线
在 两 种 纤 维 复 合 的 基 础 上 进 一 步 研 究 了 三 种 纤 维 的 混 杂 [26] : 高 强 度 , 高 弹 模 和 高 延 性 纤 维 。 这
种 混 杂 纤 维 除 了 能 得 到 更 高 的 弹 性 模 量 和 屈 服 强 度 外 , 还 能 够 取 得 了 更 好 的 延 性 。 试 验 结 果 如 图 17
所 示 , 图 中 高 弹 模 (HM), 高 强 (HS) 和 高 延 性 (HD) 纤 维 按 不 同 比 例 进 行 混 杂 , 其 增 强 效 果 和
控 制 梁 相 比 刚 度 , 强 度 得 到 了 很 大 的 提 高 , 并 且 取 得 很 好 的 延 性 。 与 单 纯 采 用 高 强 碳 纤 维 3C1 增 强
的 混 凝 土 梁 , 如 果 不 采 用 U 形 锚 固 措 施 , 延 性 提 高 不 大 , 当 采 用 U 形 锚 固 后 , 延 性 提 高 了 3 倍 以 上 。
可 见 混 杂 纤 维 具 备 良 好 的 延 性 储 备 , 在 保 证 端 部 锚 固 的 条 件 下 高 延 性 纤 维 的 优 势 得 到 了 充 分 发 挥 。
对 于 纤 维 和 钢 筋 复 合 的 SFCB 筋 主 要 用 于 结 构 柱 的 抗 震 设 计 , 试 验 增 强 效 果 将 在 下 文 FRP 提 升
结 构 抗 震 性 能 部 分 详 述 。
利 用 玄 武 岩 纤 维 - 钢 丝 混 杂 纤 维 布 结 合 预 应 力 张 拉 方 法 增 强 混 凝 土 梁 , 试 验 结 果 表 明 梁 的 开 裂 荷
载 , 屈 服 荷 载 都 有 明 显 提 高 , 纤 维 和 钢 丝 的 材 料 性 能 得 到 更 充 分 的 发 挥 , 结 构 的 综 合 性 能 得 到 很 大
的 改 善 , 具 体 如 图 18 所 示 [18] 。
图 18 玄 武 岩 纤 维 - 钢 丝 混 杂 布 预 应 力 增 强 梁
四 、 预 应 力 FRP 技 术
如 上 文 所 述 , 由 于 FRP 材 料 的 弹 性 模 量 与 钢 材 相 当 或 偏 低 , 在 和 既 有 结 构 共 同 工 作 后 , 结 构 的
使 用 性 能 提 升 不 明 显 ,FRP 材 料 仅 在 结 构 钢 筋 屈 服 后 才 能 发 挥 作 用 。 因 此 , 要 提 高 FRP 材 料 的 使 用
效 率 , 提 升 FRP 材 料 对 结 构 使 用 性 能 的 增 强 效 果 , 一 方 面 我 们 可 以 采 用 高 弹 性 模 量 的 纤 维 和 普 通 纤
维 混 杂 实 现 对 结 构 使 用 性 能 的 明 显 改 善 , 另 一 方 面 可 以 采 用 预 应 力 技 术 和 FRP 材 料 相 结 合 , 从 工 法
技 术 上 提 升 单 一 FRP 加 固 结 构 的 使 用 性 能 。 针 对 结 构 加 固 常 用 的 片 材 和 筋 材 两 种 形 式 , 下 文 介 绍 外
粘 结 预 应 力 FRP 片 材 加 固 和 嵌 入 式 FRP 索 材 加 固 两 种 方 法 。
4.1. 外 粘 结 预 应 力 FRP 片 材 加 固 技 术
(1) 原 理 及 设 计 理 念
对 FRP 材 料 施 加 预 应 力 以 发 挥 其 高 强 度 , 即 对 FRP 预 先 张 拉 , 然 后 利 用 粘 结 材 料 粘 贴 于 混 凝
土 表 面 共 同 受 力 , 这 样 在 提 高 结 构 强 度 的 同 时 还 能 有 效 改 善 结 构 的 使 用 性 能 , 充 分 发 挥 FRP 纤 维 材
料 的 高 强 特 性 。 然 而 在 实 际 操 作 中 , 由 于 普 通 纤 维 材 料 抗 冲 击 性 能 差 , 必 须 先 用 树 脂 含 浸 硬 化 成 板
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