碳纖維布加固銹蝕鋼筋混凝土梁受彎性能研究.pdf

1、為推動碳纖維布在銹蝕鋼筋混凝土受彎構(gòu)件加固領(lǐng)域中的應(yīng)用，必須對外貼碳纖維布加固法的可行性進行研究，了解加固系統(tǒng)的作用機理，并建立相應(yīng)的加固構(gòu)件受力性能評價方法。 采用拉拔試驗研究了碳纖維布約束對銹蝕鋼筋與混凝土間粘結(jié)性能的影響。結(jié)果表明，箍筋約束與碳纖維布包裹均對兩者之間的粘結(jié)性能具有明顯改善作用，極限粘結(jié)強度提高，破壞模式也多數(shù)由劈裂破壞轉(zhuǎn)變?yōu)榘纬銎茐?。根?jù)試驗結(jié)果建立了不同約束條件下銹蝕鋼筋與混凝土間粘結(jié)強度的計算模型。

2、 利用恒電流法獲得14根銹蝕鋼筋混凝土梁試件，其中8根梁在達到預(yù)定銹蝕率后采用外貼碳纖維布進行加固，并進行四點彎曲加載。試驗結(jié)果表明，縱向受拉鋼筋銹蝕很大程度上降低了鋼筋混凝土梁的承載力和剛度，銹蝕嚴重時梁甚至發(fā)生了銹蝕鋼筋拉斷的脆性破壞方式。外貼碳纖維布加固能明顯提高銹蝕梁的極限承載力，改善梁的整體工作性能。加固量偏小時，梁的破壞方式為碳纖維布拉斷；隨加固量增大，梁的破壞模式可轉(zhuǎn)變?yōu)榛炷繅核?。U型箍約束能有效地提高梁的整體受力性

3、能，防止縱向碳纖維布過早剝離的發(fā)生。 在試驗基礎(chǔ)上，采用DIANA軟件建立有限元模型對未加固銹蝕鋼筋混凝土梁進行研究，目的在于深入研究鋼筋與混凝土粘結(jié)退化對梁抗彎性能影響，探索不均勻銹蝕梁的受力性能。結(jié)果表明，鋼筋端部錨固良好情況下，粘結(jié)退化對梁承載力影響不大，而彎剪段粘結(jié)破壞以及由此產(chǎn)生的梁拱作用轉(zhuǎn)換導致梁抗彎剛度發(fā)生明顯退化?；谏鲜鼋Y(jié)論和計算結(jié)果，建立了粘結(jié)退化開始影響結(jié)構(gòu)性能的臨界銹蝕率計算模型?？蓪⒖v向不均勻銹蝕梁簡化

4、為鋼筋錨固良好的全跨均勻銹蝕梁，但承載力計算時取用不均勻銹蝕的最大銹蝕率控制，剛度與變形性能計算則采用平均銹蝕率計算。 在試驗基礎(chǔ)上，建立三維有限元模型對于碳纖維布加固后的銹蝕鋼筋混凝土梁進行計算分析。結(jié)果表明，對于分段銹蝕率測量方法測得的銹蝕率，承載力計算宜采用最大銹蝕率，剛度計算宜采用平均銹蝕率。參數(shù)分析結(jié)果表明，采用銹損鋼筋等效碳纖維布加固后，銹蝕梁承載力均能達到或超過未銹蝕參照梁的水平。但隨銹蝕率增大，采用等效碳纖維布加

5、固使梁的破壞模式由碳纖維布拉斷轉(zhuǎn)變?yōu)榛炷翂核?。對于同一銹蝕梁，隨碳纖維布加固量增大，梁的承載力有明顯提高；但達到一臨界值后，破壞模式由碳纖維布拉斷轉(zhuǎn)變?yōu)榛炷翂核?，此后加固量的進一步增大對承載力的提高效果大幅減弱。 基于上述試驗及分析結(jié)果，確定了加固銹蝕梁的碳纖維布有效拉應(yīng)變限值，并由此建立了抗彎承載力計算模型。在變形性能方面，則根據(jù)鋼筋與混凝土產(chǎn)生滑移的特點，引入銹蝕鋼筋綜合應(yīng)變系數(shù)，并基于試驗及數(shù)值結(jié)果提出其計算模型，建立