CFRP加固帶裂縫RC梁的受力性能研究.pdf

1、建筑結(jié)構(gòu)長期在自然環(huán)境和使用環(huán)境的雙重作用下,其整體性能將會(huì)逐漸變差,這是不可逆轉(zhuǎn)的客觀規(guī)律。采用CFRP片材進(jìn)行混凝土梁抗彎加固已逐漸成為工程界關(guān)注的熱點(diǎn)問題。該方式主要是通過膠層傳遞剪應(yīng)力和正應(yīng)力以達(dá)到共同工作的目的。由于彎曲或彎剪裂縫的存在,經(jīng)常發(fā)生早期的破壞模式--剝離破壞。如何防止剝離破壞的發(fā)生成為研究應(yīng)用CFRP加固混凝土技術(shù)中的關(guān)鍵問題。
　　 本文文研究了裂縫的存在對(duì)CFRP加固RC梁受力性能的影響。通過試驗(yàn)方法

2、設(shè)計(jì)9根預(yù)制裂縫的鋼筋混凝土梁,在只粘貼一層碳纖維布的狀況下進(jìn)行四點(diǎn)彎曲試驗(yàn)。分別研究裂縫的位置、寬度、條數(shù)、間距的變化對(duì)CFRP加固混凝土梁力學(xué)性能的影響。主要考察不同裂縫下梁的開裂荷載、極限荷載、跨中撓度、破壞模式、裂縫附近碳纖維布應(yīng)力分布、碳纖維布加固后原有的預(yù)制裂縫以及新裂縫的發(fā)展情況,并對(duì)試驗(yàn)現(xiàn)象進(jìn)行分析。試驗(yàn)結(jié)果表明:和無預(yù)制裂縫梁相比,所有帶預(yù)制裂縫的梁加固后其承載能力以及梁的延性性能均有不同程度的降低。不同位置的裂縫對(duì)加

3、固后性能的影響差別較大。隨著跨中預(yù)制裂縫寬度的增大CFRP加固鋼筋混凝土梁的塑性減少。與裂縫間距大的梁相比,裂縫間距小的梁其剝離荷載較大,承載力較有所提高。建立了外貼CFRP加固鋼筋混凝土梁純彎段內(nèi)相鄰裂縫間粘結(jié)性能的簡化理論模型,利用解析模型預(yù)測(cè)了各級(jí)荷載作用下外貼CFRP加固鋼筋混凝土梁中的CFRP應(yīng)變分布情況,并與試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了比較。結(jié)果表明當(dāng)粘結(jié)----滑移關(guān)系控制參數(shù)取值得當(dāng)?shù)那闆r下模型預(yù)測(cè)結(jié)果能與試驗(yàn)結(jié)果較好地吻合,說明該模

4、型用于構(gòu)件中CFRP----混凝土粘結(jié)界面性能的研究是合適的。通過大型有限元軟件ABAQUS建立有限元模型進(jìn)行非線性有限元數(shù)值模擬計(jì)算,研究CFRP加固RC梁中裂縫的不同位置對(duì)剝離應(yīng)力分布的影響,研究結(jié)果表明:界面的剝離破壞主要由界面剪應(yīng)力控制,當(dāng)界面出現(xiàn)正的正應(yīng)力會(huì)降低剝離破壞荷載。裂縫寬度的增大使得裂縫附近剪應(yīng)力增加,裂縫兩側(cè)混凝土面的相對(duì)錯(cuò)動(dòng)使膠層界面出現(xiàn)正應(yīng)力。荷載作用位置處剪力與彎矩最大,因此,該處裂縫是界面發(fā)生剝離的最危險(xiǎn)裂