FRP加固钢筋混凝土板2016

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1、FRP加固钢筋混凝土板的分析与设计汪晓明（欧文斯科宁公司）提要本文分析了用纤维增强复合材料FRP加固钢筋混凝土板的特点，讨论了我国现有规程的一些不足之处,提出了一种简单可行的设计方法，并通过例题比较了该方法与上海规程和国家规程的差别。关键词FRP加固，钢筋混凝土板加固，设计方法AnalysisandDesignofStructuralStrengtheningofConcreteSlabsUsingFRPLaminatesWangXiaoMing(ShanghaiOfficeofOveArup&Partn

2、ersHongKongLimited,Shanghai,200021)AbstractInthispaper,afteranalysisofthecharacteristicsoftheconcreteslabsstrengtheningusingFRPlaminates,theshortcomingsincurrentspecificationsarediscussed,apracticalapproachispresented,andexamplesaregiventocomparewiththena

3、tionalandlocalTechnicalSpecifications.KeywordsFRP,strengtheningofconcreteslabs,technicalspecifications,designmethod1引言由具有高拉伸强度的纤维（如碳纤维，聚酰胺纤维和玻璃纤维）和聚合物母体所组成的纤维增强聚合物（简称FRP）具有一系列的优点，比如轻质高强，不生锈，容易安装以及较短的施工周期等，它已经被证明可以在建筑物的加固工程中发挥很好的作用。自上个世纪七十年代以来，纤维增强聚合物(FRP)

4、特别是碳纤维(CFRP)在工业与民用建筑上的应用越来越广泛。我国在这方面的研究虽然起步较晚，但由于市场的迫切需要，速度和进展是很快的。北京市早在1997年就成功地将碳纤维加固技术应用于公路桥加固当中，上海市于2002年6月颁布了《纤维增强复合材料加固混凝土结构技术规程》(DG/TJ08-012-2002),中国工程建设标准化协会则于2003年5月推出了《碳纤维片材加固混凝土结构技术规程》(CECS146)。在大多数情况下，钢筋混凝土板都表现出很好的耐久性，能很好地完成设计所设定的功能，但在其使用过程中，也

5、会出现一些情况需要对其进行加固。最常见的例子就是结构的功能发生改变或需要提高它的承载力；还有的时候是需要添加某些新设备，比如在楼板上开洞以增加自动扶梯，电梯等；当然也可能因为结构的老化或受环境侵蚀而需要进行加固。用FRP对钢筋混凝土板的加固也具有很大的实际应用价值，但我国相关规范在该领域的规定和研究尚有不足之处。2FRP加固钢筋混凝土板的特点很显然，在工程实际中，不管是由于楼面荷载增加也好，还是结构修改调整也好，需要对楼板进行加固的情况很多，很广泛。遗憾的是，尽管有很多研究材料是针对用FRP来进行梁的加固

6、的，但对钢筋混凝土楼板来说，这方面的研究确实少得可怜。7美国的研究人员Karbhari认为，将对梁的有关研究成果直接转化应用到板的设计分析中是不可行的(Karbhari,etal.1999)。首先因为板的受力状态是双向的，而梁的受力状态是单方向的；另外，楼板不象梁一样有抗剪钢筋；再者，FRP粘贴在楼板底部，有一定的间距，从而使楼板有的被FRP覆盖，有的却没有。但是，也有很多研究人员（Elhassan，2000和Ichimasu，2000）指出，在目前研究成果缺乏的情况下，应用传统的研究钢筋混凝土梁的方法来

7、分析FRP加固的钢筋混凝土板似乎也是合理的，而不论楼板是单向板或双向板，甚至在Elhassan的一个设计项目里，还包括了一个无梁楼盖。当然他们也承认，FRP应用于钢筋混凝土楼板上目前是处于不太成熟的阶段，还有许多的试验和理论分析工作需要完成，以及建立相应的规范规程。另一方面，有一些基本的结论还是为绝大多数这方面的研究人员所接受：1．根据FRP材料性质的不同，以及它们粘贴方式的不同，楼板弯矩承载力的提高程度也不相同，最高可以提高到接近300％（Karbhari,1999）。2．楼板用FRP材料进行加固以后，

8、其破坏模式会有很大的变化：普通钢筋混凝土板的破坏模式是有延性的钢筋拉屈破坏，而加固后的楼板破坏模式延性大大减少，主要表现方式是FRP材料从板上突然剥落开来，或者FRP材料突然断裂（Karbhari,1999）。3．他们都建议象普通钢筋混凝土板配筋一样，要适当地配置横向FRP条，因为单一方向地配置不是最经济有效的（Karbhari,1999）。4．就FRP条设置的净距来说，只要该净距保持在250到300mm以下，那么楼板破坏时的