碳纖維布加固損傷混凝土框架的試驗(yàn)研究.pdf

1、由于勘察、設(shè)計(jì)、施工、使用等方面存在缺陷或錯(cuò)誤以及受到氣候作用、化學(xué)侵蝕引起結(jié)構(gòu)老化，均會(huì)造成工程隱患，降低結(jié)構(gòu)的安全性和耐久性。為了確定結(jié)構(gòu)的安全性和耐久性是否滿足要求，需對(duì)工程結(jié)構(gòu)進(jìn)行檢測(cè)和鑒定，對(duì)其可靠性做出科學(xué)評(píng)價(jià)，然后進(jìn)行維修和加固，以提高工程結(jié)構(gòu)的安全性，延長(zhǎng)其使用壽命。我國(guó)在20世紀(jì)90年代開(kāi)始對(duì)碳纖維布加固修復(fù)混凝土結(jié)構(gòu)方面進(jìn)行研究，積累了豐富的資料。但研究主要是針對(duì)CFRP加固簡(jiǎn)支梁、外伸梁、柱等單個(gè)構(gòu)件及單純節(jié)點(diǎn)的受

2、力性能，而對(duì)鋼筋混凝土整體框架結(jié)構(gòu)研究較少。因此對(duì)已損傷的鋼筋混凝土整體框架結(jié)構(gòu)進(jìn)行加固設(shè)計(jì)及試驗(yàn)研究即為本論文的研究?jī)?nèi)容。 本論文針對(duì)三榀已損傷混凝土框架試件進(jìn)行試驗(yàn)研究。首先通過(guò)對(duì)損傷框架的截面幾何尺寸量測(cè)、混凝土強(qiáng)度評(píng)定、鋼筋強(qiáng)度評(píng)定和梁柱裂縫量測(cè)和試件理論承載力分析，對(duì)損傷框架進(jìn)行了安全性鑒定和可靠性鑒定。鑒定結(jié)果表明：三個(gè)試件均需加固。根據(jù)《碳纖維片材加固混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》，設(shè)計(jì)了三個(gè)試件碳纖維布加固方案，并進(jìn)行加固

3、。最后分別進(jìn)行了兩榀加固框架在豎向荷載作用下和一榀加固試件在水平低周反復(fù)荷載作用下的試驗(yàn)研究。 豎向荷載作用試驗(yàn)結(jié)果表明：對(duì)損傷混凝土結(jié)構(gòu)較大裂縫進(jìn)行灌膠密閉同時(shí)進(jìn)行CFRP布抗彎和抗剪加固，可使加固后的結(jié)構(gòu)在豎向荷載作用下，首先在原有裂縫的周圍出現(xiàn)新裂縫，且發(fā)展較慢；隨著荷載增大，原有裂縫亦相繼開(kāi)裂，最后破壞特征為梁鉸機(jī)構(gòu)，而柱截面的鋼筋及CFRP布應(yīng)變均較小。當(dāng)僅進(jìn)行抗彎加固時(shí)，可大幅度提高梁的極限抗彎承載力，鋼筋屈服后碳纖

4、維作用明顯，拉力主要由碳纖維布承擔(dān)，但易發(fā)生梁端剪切破壞。而同時(shí)進(jìn)行抗剪加固，可以有效地提高梁的抗剪承載力，而使結(jié)構(gòu)一般發(fā)生梁跨中截面的彎曲破壞。 根據(jù)CFRP加固損傷混凝土框架水平低周反復(fù)荷載下的試驗(yàn)，繪出了試件的荷載一位移滯回曲線、骨架曲線、梁柱截面鋼筋和碳纖維布的滯回曲線等。分析表明：碳纖維布加固損傷框架結(jié)構(gòu)的滯回曲線，在鋼筋屈服前，基本呈直線型，殘余變形很小，幾乎處于彈性狀態(tài)；鋼筋屈服后，滯回環(huán)面積明顯增大，表現(xiàn)出較好的

5、耗能能力；延性系數(shù)達(dá)4.5，表明結(jié)構(gòu)具有良好的抗震性能?？蚣茉嚰偠韧嘶?guī)律為：從加荷至梁開(kāi)裂，剛度退化速度較快；再加荷至試件鋼筋屈服期間剛度退化速率有所減小；繼續(xù)加荷，碳纖維布的約束作用明顯，使結(jié)構(gòu)后期剛度退化更加緩慢。承載力退化曲線顯示，試件承載力達(dá)到最大后隨著位移增大承載力下降較少，說(shuō)明碳纖維布加固后的損傷框架結(jié)構(gòu)抵抗反復(fù)荷載的能力較強(qiáng)。各部分鋼筋滯回曲線表明，當(dāng)荷載不超過(guò)屈服荷載時(shí)，鋼筋殘余變形較?。怀^(guò)屈服荷載后，滯回環(huán)明顯增