内嵌frp板钢筋混凝土梁试验研究

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1、四川建筑科学研究第39卷第3期86SichuanBuildingScience2013年6月内嵌FRP板钢筋混凝土梁试验研究孙平平，申士军，叶良(1．浙江水利水电专科学校，浙江杭州310018；2．浙江大学，浙江杭州310058；3．浙江科技学院，浙江杭州310023)摘要：为研究内嵌FRP板钢筋混凝土加固梁的力学性能，文章通过对3根加固梁和1根对比梁的静力加载试验，对内嵌FRP板加固混凝土梁的破坏形态、抗弯承载力、裂缝开展情况及刚度变化等进行了分析。试验结果表明：采用碳纤维板加固钢筋混凝土梁可以有效的提高其抗弯性能；加固梁裂缝间距较小，最大裂缝宽度小，而数量较多

2、，有效控制裂缝的扩展；在碳纤维板用量相同的前提下，材料分开加固更有利于提高梁的整体刚度。关键词：混凝土梁；试验研究；碳纤维增强塑料板条；内嵌法中图分类号：TU375．1文献标志码：B文章编号：1008—1933(2013)03—086—030引言1试验概述碳纤维复合材料(FiberReinforcedPlastic，简称1．1试件设计FRP)是一种具有质轻、高强高效、耐腐蚀、便于施工本试验共设计4根矩形截面简支梁，编号从Ll等优良性能的加固材料，已广泛应用于土木建筑结至L4，截面尺寸250×150，，配筋上部24,10下部构加固工程。随着建筑加固技术的不断创新，除

3、了2~b12，箍筋@100，设计配筋率为0．53％，钢筋采表面粘贴加固技术，表层内嵌加固技术(Near．Sur-用HPB335热轧钢筋。试验梁采用的混凝土设计强faceMounted，简称NSM)便是其中有代表性的一种度为C20。加固材料采用FRP板材，并由生产厂家新的应用形式，其原理是在钢筋混凝土构件表面开直接加工成试验所需的尺寸(厚1．5mnl，宽50inn3槽，将FRP板材嵌入槽中，利用粘结剂使其与构件的板条)。粘胶材料采用专用结构胶。试验梁的编结合紧密，以此来改善构件的力学性能达到补强目号及加固情况见表1，试验材料的主要力学性能见表2—4。的。NSM加固技

4、术与表面粘贴加固技术相比，具有表1试验梁的编号及加固方式减少混凝土表面处理工作量、提高FRP板材的抗冲梁编号配筋率／％加固方式击性、耐久性、防火性能等优点¨引。近年来国内外学者相继开展了NSM加固技术有关的试验研究和理论分析，主要开展了内嵌FRP与混凝土问粘结机理和钢筋混凝土梁承载力分析，但相关文献较少母]。因此，进一步深入研究内嵌FRP加固技术具有理论与工程实践意义。本试验研究3根加固梁在不同因子组合情况下对内嵌FRP板材加固混凝土梁的破坏形态、抗弯承表2碳纤维板的主要性能指标载力、刚度及各材料变性情况等，并与1根未加固梁进行了对比。注：碳纤维被认为是理想线弹性

5、材料，计算时其应力应变关系取线弹性模型。表3碳纤维胶粘剂的主要性能指标收稿日期：2012-03—14作者简介：孙平平(1975一)，女，浙江温州人，硕士，高级工程师，教压缩强度拉伸强度弯曲强度粘接拉伸拉伸剪切弹性模量／MPa／MPa／MPa强度／MPa强度／MPa／GPa师，主要从事土木专业教学工作。———了———三一一—i—．i一基金项目：浙江省科技厅计划项目(2005C31067)E—mail：yeliarIg88@126．(301／12013No．3孙平平，等：内嵌FRP板钢筋混凝土梁试验研究87表4钢筋、混凝土力学性能指标2试验结果及分析2．1抗弯承载力及

6、破坏形态表5列出了对比梁、无预裂加固梁、有预裂加固1．2试验装置梁系的静载试验结果。所有试验梁均表现为受拉钢试验加载装置如图1所示。试验采用200kN筋屈服后受压区混凝土压碎的破坏过程，破坏时电液伺服压力机作为加载系统，并由分配梁实现两FRP板条未拉断。从表中可以看出，梁采用嵌入式点加载，纯弯段长为400I／1／／1，为保证加载精确，在分加固后其承载力都有不同程度提高。加载初期，碳配梁上安置标定后的压力传感器。对比梁每级按2纤维板一定程度上抑制混凝土变形的发展，推迟混kN分级加载，加固梁调整为每级4kN，并在混凝土凝土的开裂，使加固梁的开裂荷载得到一定程度的开裂值

7、附近及钢筋屈服点和梁接近破坏时，细化荷提高。相对对比梁而言，无预裂加固梁的开裂荷载载值，确保获得较准确的开裂荷载、屈服荷载及极限有明显的提高，提高了35％以上，而且极限抗弯承荷载，每级荷载加载完成待仪器数值稳定后方可读载力有不同程度的提高。其中，L2和L3都提高了数。试验全过程采集各项数据，尽量避免直接接触47％；L4提高了65％。说明在相同的加固量的情况试件。下，2槽2板的加固方案要优于1槽2板。另外，在闭环加载过程中，加固梁荷载稳定性要好于对比梁。此次试验出现的破坏形式除Ll外均为“剥离”(牛)}混凝土粱变片}破坏形式，FRP板条与混凝土界面发生分离，这也是纵

8、筋应变片二