体外预应力钢丝绳加固RC梁受剪性能的研究综述报告.docx

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近年来，工程建设中出现的RC（reinforced concrete，钢筋混凝土）结构在受剪力作用下容易产生裂缝，严重影响了结构的安全性能和使用寿命。为了解决这一问题，研究人员开始使用体外预应力钢丝绳来加固RC梁，其中又以钢丝绳与黏结材料的组合形式最为常见。本文将就该领域的研究现状和热点问题进行综述。
一、加固原理
在一定限度内，为钢筋混凝土梁加固预应力，可以使得原有梁的受力性能发生积极变化。钢丝绳-黏结材料体外预应力增强措施可以将预应力较外部引入，通过预应力的作用，混凝土横截面受力能力得到提高。加固后的混凝土梁因预应力作用，在进行受弯和受剪时，能耐受大幅度增加的弯矩和剪力。在加固时，钢丝绳-黏结材料组合材料的一端固定在梁的一侧，并在梁顶加紧。当预应力加固材料达到一定的受力水平时，可以产生固定梁受剪增强作用。
二、研究现状
（一）研究方法
针对钢丝绳-黏结材料体外预应力加固RC梁的研究方法包括理论计算和试验研究两种。前者是根据结构力学和材料力学的基本原理，结合实际工程情况建立合理的模型，在计算的基础上预测增强效果，实际试验研究则是通过建立具体加固模型，在试验室进行操作测试来研究该方法的可行性和效果。
（二）影响因素
影响加固效果的因素包括组合材料的强度、稳定性、预应力水平、钢纤维含量、裂缝宽度、加固形式等因素。
（三）研究成果
1. 混凝土、钢筋和预应力的相互影响研究
李寿刚等人通过试验研究发现，在预应力加固的混凝土梁中，混凝土的剪切强度、钢筋的局部连接强度、预应力水平以及黏着材料的相对刚度等多种因素对加固效果有着重要影响。
2. 影响钢纤维加固的因素研究
张宜生等人的试验表明，当钢纤维掺量适宜时，可以提高混凝土抗剪强度，同时可以明显的增强复杂混凝土梁的剪切承载能力。但添加钢纤维后，纤维与混凝土间的界面黏着性能的问题也是一个重要的问题。
3. 加固方式与材料研究
存在不同的预应力布设方式，如直线、弧形、对称或否对称。徐洋等人研究发现存在不同的加固方式，如预应力钢绳在外壳外上弯矩梁侧绷紧，预应力钢绳在壳内上弯矩梁侧绷紧，挤出型加固，增强材料分层加固，覆盖式加固等模式进行加固。
4. 加固效果评价
加固效果评价主要通过受力试验进行评价，包括受力试验前的预处理、受力过程中的力学与变化、以及试验后的评估分析三部分。
三、未来研究方向
1. 钢丝绳-黏结材料的优化
目前，体外预应力加固效果受钢丝绳与黏结材料的共同作用，未来研究应着重改进黏结材料的制备工艺以及在黏附包括非均匀的预应力钢筋混凝土梁内的性能的认识与评价。
2. 加固机理与预测
加固体现了预应力的优质性能，在之后的研究中，应该注意研究其中的作用机理，形成加固预测理论，对于一些复杂加固工程，可以通过仿真技术进行试验。
4. 加固的具体应用
未来可以将加固技术应用于其他复杂地区或结构中，研究并改进不同方向下的加固技术，提高其应用的广泛性与针对性。
综上所述，钢丝绳-黏结材料体外预应力加固RC梁的技术应用在实际中发展迅速，研究已经基于理论和实验分别得到了很好的数据基础。未来，研究可以通过加强条件模拟试验、加强机理、加强成本与效益等方面得到更好的发展。