碳纤维布与钢板复合加固钢筋混凝土梁延性计算

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1、第37卷第2期四川1建筑科学研究2011年4月SichuanBuildingScience83碳纤维布与钢板复合加固钢筋混凝土梁延性计算熊学玉，张序(1．同济大学建筑工程系，上海200092；2．同济大学先进土木工程材料教育部重点实验室，上海200092)摘要：将碳纤维布与钢板结合起来对钢筋混凝土梁进行加固，试验表明，该方法虽能使构件的承载能力和刚度都得到显著地提高，但对延性的削弱也不可忽视。基于复合加固梁的受力特征，提出加固梁截面曲率延性系数的计算方法，并讨论了其影响因素。关键词：钢筋混凝土梁；碳纤维布；钢板

2、；复合加固；延性中图分类号：TU375．1文献标识码：A文章编号：1008—1933(2011)02—083—04CalculationofductilityofRCbeamsstrengthenedwithCFRPandstee1．plateX10NGXueyu．ZHANGXu(1．DepartmentofCivilEngineering，Ton~iUniversity，Shanghai200092，China；2．KeyLaboratoryofAdvancedCivilEngineeringMaterial

3、s(TongjiUniversity)，MinistryofEducation，Shanghai200092，China)Abstract：ReinforcedconcretebeamswerestrengthenedwithCFRPandsteel—plate，experimentresultshowsthismethodCalsignificantlyraisethecapacityandstifness，butalsoreducetheductility．Baseonthebehaviorofmixed—

4、strengthenedbeams，acalculationmethodofcurvatureductilityeoeflqcientisproposed，andsomekeyfactorisdiscussed．Keywords：RCbeam；CFRP；steel—plate；mixed·strengthening；ductility梁的试验，针对构件延性的计算方法进行理论推导，0引言并分析研究了不同加固方案和初始应力水平对加固目前，外贴碳纤维增强复合材料(CFRP)复合试件延性的影响。加固技术在建筑及桥梁结构

5、的维护改造过程中，正1试验概况得到越来越广泛的应用。但是，碳纤维作为一种理想弹性材料，其应力一应变呈线性关系发展，当应力1．1试件设计达到其极限拉伸强度时，碳纤维丝束即被拉断，不具本试验共有7根构件，包括1根对比梁和6根有类似钢材的屈服段，表现出明显的脆性。另一方加固梁，试件几何参数均为：全长2600mm，净跨面，在试验研究中发现，采用碳纤维布进行加固在承2400mm，截面尺寸为150mm×250mill。加载模式载力提高幅度上存在局限，而且在挠度的控制上也为三分点加载，截面底部和顶部均配置2根直径12存在不足

6、，而与钢板复合进行加固能明显地提高构mm的HRB335钢筋，全跨配有足够箍筋，以防止剪件的承载力，尤其是刚度，但该方法同样存在加固用切破坏。量使构件延性降低的问题。因此，在加固结构的设主要材料的参数及加固方案见表1，2。计过程中，需要对结构延性加以控制，以保证其足够表1材料性能的变形能力。Table1Materialproperty本文基于碳纤维布与钢板复合加固钢筋混凝土收稿日期：2009—10-21作者简介：熊学玉(1962一)，男，安徽合肥人，教授，博士生导师，研究方向：预应力结构及建筑物的加固与改造。E—

7、mail：xiongxueyu@tjpec．COnl四川建筑科学研究第37卷表2试验加固方案现了比纯CFRP加固更强的变形能力。Table2Experimentdesign1．2．2初始应力水平的影响如图3所示，对于复合加固构件，随着初始应力水平的增加，其极限曲率呈增大的趋势，但延性系数却呈减小的趋势。这是由于复合加固中由于钢板的存在，构件在钢筋屈服之后，并不像普通钢筋混凝土梁一样出现刚度的突变，而是由钢板继续承担增加部分的荷载，直到钢板屈服且经历一段应1．2试验结果分析变发展后，构件整体才达到屈服的状态。对于

8、初始试验结果表明，复合加固与CFRP加固相比，承应力水平越高的加固构件，其屈服前的受力过程就载能力和刚度都有相当大幅度的提高，但同时复合越接近于原配钢筋和钢板独立承担荷载增量，屈服加固构件屈服后的延伸段也有所缩短。以下，对本时的变形就越大，相应的屈服曲率也较大。需要指试验主要研究参数对构件延性指标的影响作简要分出的是，不同初始应力水平下加固构件的延性系数析。各试件荷载一挠度曲线如图1所