CFRP加固钢筋混凝土梁后与梁界面间的应力分析.pdf

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1、DOI：10．3969／j．issn．1672—4011．2013．04．035CFRP加固钢筋混凝土梁后与梁界面间的应力分析原胜利1，易娜2(1．新乡学院土木工程与建筑系，河南新乡453000；2．云南天胎建筑设计有限公司，云南昆明650000)摘要：CFRP加固钢筋混凝土梁可能会发生剥离破坏，文中对剥离后的应力进行分析和计算，得出CFRP加固钢筋混凝土粱开始剥离的判据。关键词：碳纤维布；剥离破坏；剥离应力中图分类号：TU375文献标志码：A文章编号：1672—4011(2013)04一0082—02Stressanal

2、ysisoftheinterfaceafterCFRPreinforcedconcretebeamYUANShenglil，Y1Na2(1．Xi=i啊College，Civilengineeringandarchitecture，Xinz—iang453000Ch／na；2．Architectural&ignlimitedcompanyofYunnanrianyi，Kunming650000，China)Abstract：DebondbreakagewillprobableOccurwhenrein．forcedconcr

3、etebeamsstrengthenedwithCFl理．itanalyzesandcalculatesthestressafterdebondb地akageinthispaper，anddrawscriterionthatreinforcedconcreteofstrengthenedwithCFIuPbegintOdebond．Keywords：CarbonFiberSheets；DebondBreakage；StressofDebond0前言国内外许多学者通过进行大量的碳纤维片材加固梁破坏性试验，提出了各种承载力计算

4、方法，取得了较多的成果。但其计算方法都有一个基本假定，就是碳纤维片材与混凝土之间完全粘结、无滑移，不考虑剥离的破坏形态，因此，各种计算方法的精度只是在碳纤维片材发生断裂破坏或混凝土压碎时才令人满意，而剥离破坏又是一种较为常见的、危险的脆性破坏形式，因此，有必要深入研究。1剥离机理分析1．1破坏模式CFRP用于受弯加固时的剥离破坏有两种情况⋯：(1)由于粘贴材料质量或施工质量不过关，导致CFRP布与混凝土胶层剥离(粘结剥离破坏)。这种剥离破坏应通过严格的材料质量和施工质量来控制。(2)在CFRP粘结延伸长度内，CFRP布与混

5、凝土粘结界面的剪应力超过其剪切粘结强度而产生剥离，破坏时梁作者筒介：原胜利(1978一)女，河南新乡人，项士，讲师。主要研究方向：蛄构工程。基金项目：河南省教育厅自然科学研究计划资助项目(2011C560001)底部混凝土基本被扯下(剪切剥离破坏)。1．2碳纤维布剥离应力分析根据试验观测和数据分析结果，受弯加固纵向碳纤维布与混凝土粘结区域有如下几种局部应力作用口o：(1)粘结剪应力。当碳纤维布按施工规定粘结在混凝土表面上时，碳纤维布与混凝土的锚固、粘结与钢筋在混凝土中的锚固、粘结有一定的相似性，碳纤维布与混凝土粘结界面上剪

6、应力r一沿构件受弯方向是变化的，其分布主要与裂缝形态、荷载效应、粘结锚固面积、材料性能等因素有关。受弯加固碳纤维布沿构件纵向在裂缝处粘贴剪应力为零，在两条裂缝之间粘结剪应力的分布呈波浪状，可以近似用图1表示。圈1裂缝问粘结剪应力分布规律圈2粘结界面的剥离应力(2)剥离应力。碳纤维布与混凝土的界面剥离一般在混凝土产生宏观裂缝处开始，这时裂缝截面两侧的混凝土在构件弯曲、混凝土开裂后不均匀收缩等原因的综合作用下将产生转动和相对竖向位移，而碳纤维布要保持其连续性必然在裂缝两侧承担垂直于碳纤维布平面的应力∥，如图2所示。剥离未发生时

7、这种应力在裂缝两侧是自平衡的，它的作用效应是使裂缝截面一侧的碳纤维布产生离开混凝土(剥离)的趋势。把由于裂缝、变形引起的产生剥离作用效应的这种应力称为碳纤维布与混凝土之间的剥离应力。剥离应力的存在对碳纤维布的剥离有极其重要的影响。(3)试件剪应力。粱中弯剪区段都存在荷载作用产生的剪力，在垂直于碳纤维布平面方向上作用有相应的剪应力，其作用效应类似于剥离应力，使碳纤维布产生离开混凝土而剥离的趋势，其大小主要与构件中剪力分布有关，剥离发生之前可以用材料力学方法计算该剪应力下。。值得注意的是当裂缝处的剪应力(下。)与剥离应力(矿)

8、迭加后超过碳纤维布与混凝土最大粘结强度时就会发生剥离，在以下的应力计算中把这两个对剥离产生相同效应的应力合并计算，记为吼=矿+r。，并统称为剥离正应力(∞)。2剥离应力计算混凝土开裂以后，在与裂缝界面相邻区域取一个单元体分析陟扪，见图30设单元体上碳纤维布和混凝土截面所受的轴力、剪力和弯矩分别为NI=盯