碳纤维加固钢筋混凝土板的试验研究

《碳纤维加固钢筋混凝土板的试验研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、铁道建筑2010年第8期RailwayEngineeringl37文章编号：1003—1995(2010)08-0137-05碳纤维加固钢筋混凝土板的试验研究周庆华，吴建平(中交四航工程研究院有限公司，广州510230)摘要：钢筋混凝土板在荷载作用下，受拉区极易出现裂缝，形成隐患。主要对碳纤维加固板的正截面抗弯承载力的提高规律进行了研究。另外还对碳纤维不同的粘贴方式与碳纤维用量对混凝土板加固效果的影响规律、板加固前后的位移变化规律进行了研究。关键词：碳纤维加固钢筋混凝土板试验中图分类号：TU528；

2、TU375．2文献标识码：B钢筋混凝土板是典型的受弯构件。钢筋混凝土板在荷载作用下，位于受拉区的混凝土容易出现裂缝，从而导致钢筋腐蚀，承载力和耐久性降低，结构功能退化甚至成为结构安全的隐患，因此，研究钢筋混凝土板的碳纤维补强加固具有较显著实际意义。1试件制备1．1试件方案设计本项研究共制作了4块板，编号分别为Bl、B2、图1钢筋混凝土板设计(单位：mm)B3、B4。板的规格相同，均为340cm×100c：m。板的设计如图1所示。其中B1为基准板，B2、B3、B4为加固板。三块加固板的碳纤维粘贴网格及

3、碳纤维用量各不相同，其加固方案列于表1中，碳纤维加固设计如图2～图4所示。表1板的编号及粘贴碳纤维方式图2板B2碳纤维加固方式(网格1，单位：em)横向碳纤堆布条，每幅宽度为5cm本试验所用的加固材料是重亿型碳纤维布，粘结剂为Araldite牌胶。试件混凝土水灰比采用0．5，强度等级C40，钢筋采用普通HPB235级钢筋制作，钢筋混凝土板的材料及加固材料的性能如表2所示。注：图中纵向碳纤维布条，每幅宽度为2．5cm，每两条收稿日期：2010-02-02；修回日期：2010-05-08拼贴在一起成为一

4、条幅宽为5cm的条。作者简介：周庆华(1963一)，男，湖南湘乡人，高级工程师。图3板B3碳纤维加固方式(网格2，单位：cm)l38铁道建筑3级(51kN)一4级⋯，4级以后的荷载因板而异。施加给板的试验荷载通过分配板及两条木方转换成两平行线性荷载，两荷载间距为80cm。每级荷载施加完毕后测读一次全部试验数据，待该级荷载作用下，板的变形稳定后再测读一次全部试验数据，然后才施加下一级荷载，直至板破坏。在加载过程中，记录开始出现裂缝时的荷载，以及裂缝的开展宽度与对应的试验荷载。图4板B4碳纤维加固方式(

5、网格3，单位：cm)3试验结果与分析3．1板的竖向位移试验结果及分析表2材料力学性能板的位移测点共有6个，编号分别为百分表1～材料~剧百分表6。其荷载一位移曲线如图5～图8所示。／x10-从图5可以看出，基准板B1在加载达到34kN时，位移的变化呈明显的线性特征。可以判断在这一阶段，板底部混凝土尚未开裂，中性轴穿过截面的几何中心，拉应力由钢筋与混凝土共同承担。1．2试件制作混凝土浇筑后自然养护至28d粘贴碳纤维布。粘贴前打磨构件表面，打磨后清除混凝土表面浮灰，均匀饱满地涂一层底胶，等底胶干后，涂一层

6、均匀的粘结剂，将已裁剪好的碳纤维布粘贴上去，同时用刷子沿碳纤维受力方向刷动，以利于碳纤维布和底胶的充分结图5板B1荷载一位移曲线合，并将布内气泡中的空气赶压出去。随后，在碳纤维表面再刷一层粘结剂，待7d后粘结剂完全固化，即进当加载达到51kN时，板底部位移开始出现非线行加载试验。性增大的趋势，从裂缝测量结果来看，这时的板底部出现肉眼可观察到的裂缝，宽度很小，只有0．05mm。裂2加载试验缝出现后，截面中性轴上移，拉应力仅由钢筋承担，到2．1测试内容及测点布置加载达到61kN时，位移增长很快，非线性特

7、征已经非本试验的测试内容包括：板的底面与顶面混凝土常明显。可以判断，加载在51～61kN之间时，钢筋达纵向应变、板的竖向位移(挠度)和板的裂缝。应变测到了屈服点。量使用大标距(10cm)电阻式应变片、位移测量使用继续加载到66kN时，板底位移的增长继续加快，百分表、裂缝测量使用刻度放大镜和塞尺。应变测点加载到71kN时，跨中位移超过百分表量程，同时板底总数为24个：其中板底面布置15个，板顶面布置9裂缝宽度达到7．50mm，板达到其承载力极限，已经破个。板底面的应变测点布置在碳纤维布表面，而板顶坏。

8、根据板B1的荷载一位移关系曲线可以判定，板B1面的应变测点布置在混凝土表面。位移测点总数为6个，分别沿板的两侧对称布置，的极限承载力为65kN，正常使用荷载可以取为53kN，对应的弯矩为34．78kN·1TI。从图6可以看出，板B2的每侧3个百分表。位移在加载达到51．0kN时，仍然保持非常明显的线性2．2加载试验特征。加载达到63．8kN时，开始出现板底裂缝，宽度本项试验的板均为单向板，两短边简支，两长边自为0．05mm，位移开始出现加快增长的现象，但在这之由。板的