嵌貼FRP板材加固鋼筋混凝土梁的試驗(yàn)研究.pdf

1、隨著社會(huì)的發(fā)展，需要加固改造的混凝土結(jié)構(gòu)日漸增多，對(duì)于結(jié)構(gòu)的加固與維修已成為國(guó)內(nèi)外研究的熱點(diǎn)問(wèn)題之一。由于纖維增強(qiáng)塑料(FiberReinforcedPolymer，簡(jiǎn)稱(chēng)FRP)具有高強(qiáng)、輕質(zhì)、耐腐蝕和抗疲勞等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于土木工程結(jié)構(gòu)的補(bǔ)強(qiáng)加固之中。近年來(lái)，人們提出了“表面嵌貼法”加固技術(shù)，即在需要加固的構(gòu)件表面開(kāi)槽，將FRP筋或板條填入其中，利用粘結(jié)劑使之與構(gòu)件緊密結(jié)合，以達(dá)到提高構(gòu)件抗彎或抗剪能力的目的。與目前普遍采用的“表面

2、粘貼FRP加固法”相比，“表層嵌貼FRP加固法”具有施工操作簡(jiǎn)便、材料用量少、界面粘結(jié)承載力高、可避免磨損和撞擊等意外荷載作用等優(yōu)點(diǎn)。因此，混凝土表層嵌貼FRP加固技術(shù)有著廣闊的試驗(yàn)研究和工程應(yīng)用前景。目前，國(guó)內(nèi)對(duì)該技術(shù)的研究正處于起步階段，因此，作為一種極具發(fā)展前途的加固新技術(shù)，對(duì)其綜合性能的了解仍需開(kāi)展大量的研究工作。 本文根據(jù)19個(gè)試件的單調(diào)加載靜力試驗(yàn)，對(duì)碳纖維(CarbonFiberReinforcedPolymer，

3、簡(jiǎn)稱(chēng)CFRP)板條用于鋼筋混凝土梁嵌貼式抗彎及抗剪加固后的破壞模式、破壞機(jī)理、極限承載力、裂縫形態(tài)、撓度等分別進(jìn)行了研究和分析。試驗(yàn)結(jié)果表明： 1、嵌貼CFRP板條對(duì)混凝土構(gòu)件進(jìn)行抗彎及抗剪加固是一種行之有效的加固方法，對(duì)比未加固構(gòu)件，抗彎加固構(gòu)件承載力提高40％～80％不等，抗剪加固構(gòu)件承載力大致提高37％～57％。承載力提高情況基本隨碳纖維板條加固率的增大而增長(zhǎng)。 2、從本試驗(yàn)承載力增強(qiáng)效果來(lái)看，C30的加固梁與C2

4、0的相比，承載力提高效果要好一些。對(duì)混凝土強(qiáng)度等級(jí)過(guò)低的構(gòu)件，在切槽時(shí)邊緣混凝土容易掉落，影響CFRP板條與混凝土之間的粘結(jié)強(qiáng)度。 3、加固后梁的開(kāi)裂荷載有所提高，抗裂性能得到明顯改善。嵌貼CFRP板條的加固方式能有效抑制裂縫的出現(xiàn)和發(fā)展，側(cè)面嵌貼兩條弓背式碳纖維板條的加固梁尤為明顯，裂縫穿過(guò)板條后變細(xì)甚至終止發(fā)展。最大裂縫寬度及長(zhǎng)度明顯減小。 4、構(gòu)件加固后剛度明顯提高，相同荷載作用下，加固梁的跨中撓度均小于未加固梁的

5、，且這種差異隨荷載的增加而加大。 5、根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果對(duì)嵌貼CFRP板條抗彎加固梁的正截面承載力計(jì)算公式及抗剪加固梁的斜截面承載力計(jì)算公式進(jìn)行了推導(dǎo)，理論值與試驗(yàn)值吻合較好。 在本次試驗(yàn)中，有3組試件是對(duì)超載破壞后的鋼筋混凝土梁先用壓力灌漿法對(duì)裂縫進(jìn)行修補(bǔ)、再通過(guò)嵌貼碳纖維板條的方法進(jìn)行了加固。試驗(yàn)研究表明：超載破壞的混凝土適筋梁在受壓區(qū)混凝土沒(méi)有破壞的情況下，可以通過(guò)加固的方法進(jìn)行修復(fù)以提高承載力。原開(kāi)裂位置基本沒(méi)有再次開(kāi)