钢筋混凝土梁碳纤维布加固研究

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1、学兔兔www.xuetutu.com2010年第4期混凝土与水泥制品2010N048月CHINAC0NCRETEANDCEMENTPR0DUCTSAugust钢筋混凝土梁碳纤维布加固研究谢卫红，辛家宝，董昊，张峰(徐州空军学院机场工程系，221ooo)摘要：通过力法原理对碳纤维布加固混凝土梁的机理进行了探讨。结果表明钢筋混凝土梁在外贴碳纤维布加固钢筋混凝土结构时，改善了结构的受力状态，提高了结构的整体刚度和原有结构的承载能力；分析了爆炸荷载作用下钢筋混凝土构件的破坏形态和影响因素，得出了钢筋混凝土梁抗爆加

2、固的措施。关键词：钢筋混凝土梁；碳纤维布；机理；加固措施Abstract：ThemechanicalprincipleofthestrengthenedRCbeamswithCFRPsarediscussedbytheprincipleofforcemethod．TheresultsshowthatstickingCFRPstostrengthentheRCstructurecanimprovetheRCstructureperformanceunderloadingandupgradethetotals

3、tiffnessandtheload—bearingstrengthoftheRCstructure．Thefailuremodeandildluencing~ctomofRCbeamsunderblotloadingaleanalyzed．AndtheantiknockandstrengtheningmethodsofRCbeamsaleobtained．Keywords：RCbeams；CFRPs；Mechanism；Strengtheningmethods中图分类号：TU528文献标识码：A文章编号

4、：1000～4637(2010)04—62—040前言提高钢筋混凝土结构抗爆能力有一定的指导意义。在冲击爆炸荷载作用下，钢筋混凝土结构的受力1模型的建立及破坏特性与通常受静载作用下的情况有明显的不钢筋混凝土梁外贴碳纤维布加固后，加固体系在同，结构除了常见的弯曲破坏形态之外，对某一指定的荷载作用下产生弯曲变形。碳纤维布的抗拉强度很高，结构，在保持其几何尺寸以及材料性质不变的情况下，但也是一种柔软材料，不能独立承受弯矩或压力，可将其破坏截面上的剪应力有可能先于弯曲正应力达到其加固体系视作在混凝土梁体下侧增加了

5、一系列(无穷破坏值而使结构破坏形态由通常的延性弯曲破坏转为多个)铰结于梁底的链杆约束，从而使原结构成为内部脆性剪切破坏。其主要原因是冲击爆炸产生的脉冲荷多次超静定的梁结构体系，如图1所示。图1中，基本载所含高频成份丰富、应变速率效应明显等因素激发未知量，：，∥一，为碳纤维链杆轴力，相互独立，因了结构构件高频振动、剪切变形和内力。这些现象已被此可取任意一微元段长度加固粱进行分析，同时假国内外许多试验所证实”-6]。本文从理论和技术上对混定该段内只有一根链杆，即只有一个基本未知。取微凝土梁粘贴碳纤维布后加固机

6、理进行了探讨，提出了元段如图2所示。图中ycr为碳纤维层中心至混凝土梁碳纤维布用于钢筋混凝土梁抗爆加固的具体措施。对中性轴的距离。q图1碳纤维布加固混凝土梁的力法分析根据变形连续条件建立力法典型方程忽略梁体轴向变形和剪切变形的影响，计算主系+△=0(1)数和自由项△基金项目：国家重点基础研究发展规划973项目(2002CB412705)。_(杀彘(器刊一62一学兔兔www.xuetutu.com谢卫红，辛家宝，董吴，等钢筋混凝土梁碳纤维布加固研究高，这样做往往不经济，并且加固后梁的延性进一步降低，不利于抗

7、震。因此，我们不妨可以这样认为当原梁的相对受压区高度在一定范围内是碳纤维加固梁方法的应用前提。碳纤维的极限应变与钢筋的极限应变很接近，可以认为当加固后的梁达到抗弯极限承载能力状态时的相对受压区高度为，设_△，，其中AM=M—，删为原梁的极限承载能力，为包括新增荷载的弯矩设计值，且aM不宜大于0．4，所以：≥⋯，孝』㈤(3)即有：≥+1(12)f—bhol(Ol(—I-0．5~oI)十c假定h／ho，=1．05，解得：≤1一／12"2(b(1-0"5(b)一(13)式中，，为加固前梁的相对受压区高度；为梁的

8、钢筋砖㈩破坏界限相对受压区高度，按有关规定计算；和h分别为加固前和加固后梁的有效高度i为混凝土轴心抗压强度设计值，一般由实测经计算得到。当加固前梁的相对受压区高度满足上式时，则可券㈤以认为是选择碳纤维加固方法的适宜前提；当不满足时，则可以在梁的受压区浇筑混凝土，然后在受拉区采用碳纤维加固。Y~f琢I(6)3机理分析3．1载荷作用下钢筋混凝土梁破坏因素分析由上述分析可知，钢筋混凝土梁在外贴碳纤维布式中，A是碳纤维层对梁中和轴的惯