粘贴钢板加固钢筋混凝土梁的受弯全过程分析

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1、城市规划CONSTRUCTION粘贴钢板加固钢筋混凝土梁的受弯全过程分析李莲莲交通部管理干部学院101300摘要：基于目前钢板加固梁体的理论和实验研究，本文进行了粘贴钢板加固梁体前后其受弯全过程分析，提出了其开裂荷载与极限荷载的计算公式，并比较了是否考虑二次受力对加固效果的影响。关键字：桥梁加固钢板二次受力抗弯承载力全过程分析1前言混凝土桥梁因各种因素影响，在运营一定的阶段后工作性能不断劣化,许多已不能满足不断增长的交通需求，故而对加固技术进行深入探hoh讨和研究具有重要的社会意义和巨大的经济效益。As桥梁加固技术种类很多，粘贴

2、钢板法就是采用环氧树脂或建筑结构胶、膨胀螺栓将钢板粘贴在钢筋混凝土结构物的受拉缘或薄弱部位,使分布分布钢板与原结构物形成整体而共同受力,以提高刚度,限制裂缝的进一步平衡方程：xsbd-hx-ssbdA-=0扩展,从而达到提高桥梁承载力的目的。本文旨在对粘贴钢板加固桥梁òò00yyss结构的受力机理进行探讨和研究，并重点对比结构考虑二次受力(加固xhx-åM=sbyd-ssbyd--A()hx00òòyyss前有初始荷载)以及不考虑二次受力对加固效果的影响。002钢筋混凝土梁的受力分析联立方程，可解得中性轴高度x基本假定（计算公式

3、及符号参见参考文献[11][12]）：可得当梁体开裂以前可承受得弯矩M①平截面假定：在混凝土梁破坏的过程中，截面的应变始终保持线性4sbbfæöfx4sfæöf(hx-)M=00ç÷22x3-+tç÷(hx--)3关系；e0èø34e0ee00ttç÷èø34②钢筋采用完全弹塑性的应力－应变关系，取应力应变关系为：2+-Essf(h0xA)当0££ee时se=Esysss当混凝土应变ee®ut，受力图示如下：当ee³时s=fsysy式中：E为钢筋的弹性模量；e为钢筋的屈服强度。混凝土即将开裂f=eutsycrhx-cr③受压区混

4、凝土采用E.Hognestad建议的非线性应力－应变关系；2当éùeeæö其中：xcr为此混凝土即将开裂状态下的中性轴高度0£ee£=0.002时cc0ss=-êú2ç÷0êúëûee00èø则可得开裂弯矩2éù2eeæö0£eett£=00.00015时sstt=-0êúç÷4êúee00tèøMx=s00beutæöç÷23-+eutxbcrsetutëûcrcreh-xèø34h--xeehx0crcr00ttcr当eee££=0.0033时ss==const0ccuc04式中：σ0为混凝土的极限抗压强度；s为极限抗拉强度

5、。æöç÷2h-x32-eeut(hx-cr)+-EuthxA0tç÷(cr)--s(0crs)34hxehx2.1钢筋混凝土梁开裂前受力分析èøcr0tcr受力图示如下：受力图示如下：hohhohAsAs分布分布分布分布2.2钢筋混凝土梁开裂后受力分析x平衡方程：ssbdA-=0混凝土开裂后，受拉区混凝土退出工作。ò0yss城市建设3312009年9月上旬城市规划CONSTRUCTIONx初始荷载M0作用，结构已开裂。梁截面混凝土受压应力合力为M=ssbyd+-A()hxò0yss0C=0.5xbEe，受力图示如下：ccc同上

6、，可得当混凝土开裂后梁体承受的弯矩Mxcæö4sf0b23fx()2M=ç÷x-+-Essfh0xAhhoee00èø34As当纵筋屈服后，混凝土达到极限压应力时（受力图如下）asAbfc分布分布xxhhoMu2h--xccM0hx由几何关系可得eesps0==。h--xæöxhxAs00ccEAhç÷-cTss0assèø3b分布分布其中，esp0为用钢板加固后，梁二次加载时钢板的滞后应变，其数值ef=ucrx等于二次加载前初始荷载下梁截面下边缘得拉应变值。u当梁体进行加固时，先封闭裂缝再粘贴钢板。其中：x为极限状态下的中性轴

7、高度。可得梁体的极限荷载弯矩u3.1.1混凝土开裂前得受力分析se0b2æö2uxcM=esxç÷-+-(hxA)uuuys0eeèø34ho00h3．钢筋混凝土梁粘贴钢板加固后的受力分析AsasA由试验可知，梁体加固后主要有下面几种破坏形态【1～4】：①当b分布分布粘钢面积没有超过界限粘钢面积,即ξ≤ξb时,梁的承载特性与RC适受力图示如下：筋梁类似,承载能力的提高与粘钢量成正比并具有良好的变形能力,破xhx-平衡方程：sbd-sbd-ssAA-=0坏形式主要表现为钢筋和钢板屈服。②当粘钢面积超过梁的界限粘钢面òò00yyss

8、spsp积,即ξ>ξb时,梁的承载能力不再随粘钢面积的增加而线性增加,而xhx-M=sbyd-sbyd-ssA(h-x)--A()hxòòyyss0spsp是在达到一定值后,钢筋和钢板尚未屈服的情况下,梁的混凝土压碎或00钢板锚固破坏,破坏主要表现为脆性破坏特征