预应力碳纤维增强复合材料加固混凝土复合结构的力学性能与自感知行为实验研究

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提出并研究了一种自感知预应力碳纤维增强复合材料（CFRP）加固混凝土复合结构，由钢筋混凝土梁、预应力CFRP板和长量程光纤布拉格光栅（FBG）传感器组成。预应力CFRP板通过粘结方式加固在钢筋混凝土梁底部，对比研究了两种锚固系统。长量程FBG传感器作为主动元件用于结构力学响应的自感知监测，分别安装在拉伸钢筋、CFRP板和混凝土上。通过一系列静载和疲劳四点弯曲实验研究了复合结构的弯曲性能和疲劳性能。在规定疲劳循环加载次数后进行单调弯曲加载，以评估性能劣化程度。研究结果表明：长量程FBG传感器能够有效监测所提出结构的力学响应；预应力CFRP板与混凝土在纯弯曲区域的相容性优异，即使在疲劳加载下也能保持良好的粘结状态；应用预应力CFRP板使结构承载能力提高30%以上；结构刚度显著提高，且随疲劳循环次数的增加呈线性递减。研究结果验证了预应力CFRP加固技术的有效性和长量程FBG传感器在结构健康监测中的应用潜力。

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