1、预应力纤维复合材料加固法研究现状

在建筑结构表面直接粘贴纤维材料的加固方法虽然对结构的极限荷载有明显提高,但对其开裂荷载和屈服荷载提高均不大,主要原因在于构件在正常使用阶段纤维材料的应力远远滞后于钢筋的应力,限制了纤维材料的发挥。为了解决此问题,充分发挥纤维材料的性能,研究人员采用了对纤维材料预先施加预应力,再粘贴到建筑结构的表面,即预应力纤维加固方法。试验研究表明:预应力纤维加固方法在提高构件的抗弯承载能力、整体刚度、疲劳寿命、降低构件挠度等方面都有明显的作用。在国外,研究的主要内容包括对预应力的施加方法、锚固方式、预应力施加最大值、预应力损失等。当前预应力的施加方法主要有反拱法、外部张拉法及利用纤维布与混凝土梁之间的相互作用施加预应力的方法等。近些年,一些国内学者对预应力碳纤维布加固混凝土受弯构件进行了试验研究。湖南大学尚守平教授进行了9根简支梁试验,研究了碳纤维布预应力水平对试件的抗弯刚度、开裂荷载、极限承载力及延性方面的影响。清华大学的叶列平教授和湖南大学尚守平教授还对预应力碳纤维布加固混凝土梁的施工工艺进行了研究。

2、纤维复合材料嵌入式加固法研究现状

嵌入式加固法是一种通过粘结材料将加固材料嵌入加固构件表面预先凿好的槽中,使之与加固构件形成整体,从而改善结构性能的加固方法。与传统的加固方法相比,嵌入式加固法除具有粘贴FRP材料加固法具有的优点外,还具有FRP材料与原结构粘结性能较好、可以防止火灾对FRP材料的破坏、可以有效地进行负弯矩加固、可以充分利用FRP材料得到强度、能有效提高结构构件的极限承载力等优点。可见纤维筋嵌入式加固法是一种非常好的加固方法,此加固法在国外已成为纤维材料加固技术研究的热点,已经运用于桥梁、混凝土结构、砌体结构、木结构的加固中,且加固效果良好,但在国内较少运用于实际工程,且研究也较少。从已有国外研究成果来看,嵌入式加固法对提高结构的极限承载力效果显著,但对开裂荷载及屈服荷载影响不大。在国外,对嵌入式加固法进行了抗弯试验、抗剪试验及粘结影响因素的研究。国内研究较少,李荣、滕锦光等对嵌入式FRP板条)混凝土界面粘结性能进行了试验研究,得出嵌入式FRP筋或板条与混凝土界面的粘结性能受到FRP种类、FRP表面形状、槽尺寸、槽内填充材料的种类及性能、混凝土强度等诸多因素的影响。