碳纖維片材加固鋼筋混凝土梁抗彎性能與剝離破壞研究.pdf

1、過(guò)去二十幾年的試驗(yàn)研究、理論分析及工程實(shí)踐表明:纖維片(板)材替代鋼板加固鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的受彎構(gòu)件是一種十分有效的方法,并且在試驗(yàn)研究和工程應(yīng)用方面都取得了很多研究成果.但作為一門(mén)新興的結(jié)構(gòu)加固技術(shù),無(wú)論在基礎(chǔ)研究還是工程應(yīng)用等方面還有許多亟待解決的問(wèn)題.例如,不同預(yù)載下加固構(gòu)件與完好狀態(tài)下加固構(gòu)件的抗彎性能是否存在差異；加固后構(gòu)件的變形計(jì)算；FRP片材產(chǎn)生剝離破壞的機(jī)理及剝離承載力的計(jì)算以及梁柱節(jié)點(diǎn)處梁的抗彎加同等.本文通過(guò)相應(yīng)試驗(yàn)對(duì)

2、上述問(wèn)題開(kāi)展了以下研究工作: 1.模擬實(shí)際構(gòu)件的加固及受力過(guò)程,對(duì)在不同荷載作用下外貼CFRP加固梁進(jìn)行了抗彎性能試驗(yàn)研究.試件包括16根外貼CFRP加固梁和2根對(duì)比梁.試驗(yàn)參數(shù)為:縱筋配筋率、CFRP加固量、黏貼纖維布時(shí)的預(yù)載水平.根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果,對(duì)影響加固構(gòu)件抗彎性能的因素進(jìn)行了詳細(xì)地分析；分析了構(gòu)件加固時(shí)所受預(yù)載水平對(duì)其加固后抗彎性能的影響規(guī)律及其機(jī)理；在現(xiàn)有纖維片(板)材加固鋼筋混凝土梁變形計(jì)算方法的基礎(chǔ)上,提出了修正的截

3、面慣性矩計(jì)算公式,通過(guò)與試驗(yàn)結(jié)果對(duì)比,檢驗(yàn)了修正公式的合理性. 2.為了考察節(jié)點(diǎn)處梁的負(fù)彎矩區(qū)段CFlRP片材加固后的抗彎性能及節(jié)點(diǎn)處CFRP片材的錨固方式,進(jìn)行了9根CFRP片材加固梁和l根對(duì)比梁的試驗(yàn).試驗(yàn)參數(shù)包括:錨固方式、CFRP加固量和加固時(shí)預(yù)載的水平. 根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果詳細(xì)地分析了加固后梁的抗彎承載力和變形性能；通過(guò)對(duì)不同的錨固方式的對(duì)比分析,提出了合理的節(jié)點(diǎn)錨固方法. 3.針對(duì)FRP片材加固鋼筋混凝土梁

4、出現(xiàn)剝離破壞這一模式,對(duì)ACl440和CECSl46規(guī)定的承載力計(jì)算方法和現(xiàn)有的剝離承載力計(jì)算模型進(jìn)行了對(duì)比研究.計(jì)算結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果(發(fā)生剝離破壞的碳纖維片材加固鋼筋混凝土梁)進(jìn)行了對(duì)比分析,歸納總結(jié)了現(xiàn)有計(jì)算方法存在的問(wèn)題,為進(jìn)一步研究如何合理確定纖維片材加固受彎構(gòu)件的剝離承載力提供了方向. 4.為了研究FRP片材的剝離破壞機(jī)理,在9根加固梁試驗(yàn)中設(shè)計(jì)了CFRP片材的應(yīng)變測(cè)試方案,記錄了試驗(yàn)全過(guò)程中CFRP片材的應(yīng)變分布.

5、 通過(guò)對(duì)CFRP片材應(yīng)變分布規(guī)律及試件破壞過(guò)程的分析,研究了由彎剪裂縫引起的CFRP片材剝離破壞的機(jī)理；建立了由彎剪裂縫引起剝離破壞時(shí)李貴炳:碳纖維片材加固鋼筋混凝土梁抗彎性能與剝離破壞研究的剝離承載力計(jì)算模型；通過(guò)文獻(xiàn)收集了發(fā)生此類剝離破壞的63根加固梁的試驗(yàn)數(shù)據(jù),通過(guò)與這些試驗(yàn)數(shù)據(jù)的對(duì)比,檢驗(yàn)了所提出計(jì)算模型的合理性. 5.為了解決梁柱節(jié)點(diǎn)處梁的抗彎加固受結(jié)構(gòu)使用功能和空間等因素的制約,進(jìn)行了6根在梁側(cè)黏貼碳纖維片材加固