碳纤维增强复合材料筋和超高性能纤维增强混凝土套筒配合机械锚固系统在钢筋混凝土板加固中的应用

摘要整理

本实验研究旨在开发并评估一种新型钢筋混凝土板加固系统的有效性，该系统采用超高性能纤维增强混凝土（UHPFRC）外套筒与机械锚固系统相结合。旧混凝土层与新浇混凝土层之间的脱粘问题，以及CFRP筋的利用效率是应用嵌入CFRP筋的UHPFRC套筒的主要挑战。本研究提出了一种新型改造技术，通过实施机械锚固系统来改善新浇UHPFRC套筒与原有RC板的粘结。实验采用动力加载器对三块板进行循环加载试验：参考板、外包UHPFRC层的加固板，以及外包含CFRP筋的UHPFRC层的加固板。利用有限元模型（FEM）研究了加固板的响应，并将该新方法与传统加固技术进行了对比，包括近表面贴装（NSM）CFRP筋、外贴CFRP布条和环氧树脂粘结UHPFRC套筒，以及两个与实验加固板相同但不含机械锚固系统的模型。此外，采用解析力学模型确定了RC板的抗弯矩容量。实验结果表明，所提出的加固策略有效防止了过早脱粘，加固RC板的最大承载力提高了82%以上。有限元模型和解析结果与实验结果高度一致。结论表明，新提出的加固技术是一种可靠的板加固系统，能有效防止现有构件与新增构件之间的早期脱粘，显著提高加固效果。

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