预应力碳纤维板侧面加固混凝土梁试验研究.pdf

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1、DOI：10．3969／j．issn．1672-4011．2013．02．019预应力碳纤维板侧面加固混凝土梁试验研究姬帅，邓朗妮，凌亚青，聂威(广西工学院土木建筑工程系，广西柳州545006)摘要：对8根试件采用碳纤维板配套锚具及张拉装置，进行预应力碳纤维板侧面加固混凝土梁的抗弯性能试验，分析了预应力、配筋率、加固长度和高度对加固效果的影响，对加固后的混凝土梁的破坏形态、承栽能力、挠度、裂缝等进行对比分析。结果表明：预应力碳纤维板侧面加固可明显提高构件的受弯性能。关键词：混凝土梁；碳纤维板；预应力；加固

2、；侧贴；抗弯性能中图分类号：TU528．571文献标志码：B文章编号：1672—40ll(2013)02—0041—020前言碳纤维加固混凝土结构近年来在工程中得到了越来越广泛的应用。碳纤维与传统的混凝土加固相比有许多优点，如节省空间、施工简便、不需要现场固定设施、施工质量高、基本不增加结构尺寸及自重、耐久性能好、强度高等；另外，采用碳纤维加固混凝土，可以大大提高建筑物的使用寿命，降低加固成本。因此，碳纤维是一种备受关注的新型加固材料。大量的试验研究表明，普通的粘贴碳纤维板的加固技术不能充分发挥材料的高强

3、性能，因此对碳纤维板施加预应力势在必行，能显著提高其工作性能，发挥高强特点。本文共设计8根试验梁，采用自行研制的碳纤维板锚具和张拉装置进行加固，将预应力碳纤维板侧贴在混凝土梁上，研究侧贴预应力碳纤维板加固混凝土的受力性能。1试验设计1．1试验目的研究预应力碳纤维板侧面加固混凝土梁的抗弯性能。通过碳纤维板的不同预应力、规格、粘贴高度、粘贴长度、配筋率等设计参数对加固梁受弯性能的影响，比较分析采用碳纤维板侧面加固法在混凝土粱的承载力、抗弯刚度、抗裂性能等方面的加固效果。1．2试件设计本试验共设计了8根钢筋混凝

4、土梁进行抗弯试验，试件设计强度为C30，截面尺寸为150×300mln，全长3200mm，净跨3000衄。受拉区纵筋为2818或2820，受压区纵筋通常布置2+10，箍筋剪跨段配置为鄙@60，纯弯段配置为螂@120，采用的碳纤维板规格为1．2×50(衄)和1．2×100(mm)两种。试件的具体尺寸及配筋见图1。作者简介：姬帅(1986一)，女，硕士，主要从事钢筋混凝土结构方面的研究。图1试验梁设计及加戴示意图在本试验的8根梁中，Ll作为不加固的对比梁；其它7根梁在其两侧面对称粘贴预应力碳纤维板加固，L2、

5、【3和【4为不同预应力对比梁，分别为20％工、30％f。和加9缸‘∽为碳纤维板的极限抗拉强度，取2300MPaLl3)；L3和【5为不同配筋率对比梁；【3和L6为不同粘贴长度对比梁；L2和L7为不同粘贴高度对比梁，粘贴高度指碳纤维板顶面至梁底面的距离；IA和IJ8为碳纤维板不同规格对比梁。试件梁的编号和各项设计参数如表1所示。表1试件梁各项设计参数试件受拉碳纤加固碳纤维板钢筋维板规格粘贴长度粘贴高度编号方式(rain)预应力(mill×nLrn)(一)(nlnl)L12818，未加固，梁两侧面122818

6、20％，Ⅱ1．2x50280060对称加固梁两侧面13281830％兀1．2×50280060对称加固梁两侧面IA281840％L1．2x50280060对称加固梁两侧面152820。30％五1．2×50280060对称加固梁两侧面1．6281830％工1．2x50300060对称加固梁两侧面L7281820％五1．2×502800loo对称加固粱两侧面L8281840％丘1．2×100280060对称加固1．3试验的观测设计试验量测内容：裂缝的开展和分布情况；混凝土梁的跨中挠度；受拉钢筋的应变；碳纤维板

7、的应变；纯弯段受压区混凝土的应变；试验梁的开裂荷载、屈服荷载和极限荷载。测点布置：在混凝土、钢筋和碳纤维板上分别粘贴应变片测量各部位的应变。在试件纯弯段顶部受压区并排粘贴2个100X3(mm)规格的应变片；试件跨中侧面沿高度布置5个100×3(mm)规格的应变片；每根受拉钢筋跨中的位置布置2个5×3mm规格的应变片；碳纤维板上沿其长度方向布置规格为5×3(mm)的应变片，间距为150mln，均匀布置至两端锚固处。在试件的跨中、加载点和支座处分别布置位移计，以测量试件跨中变形、加载点变形和支座沉降。1．4试

8、件的加载设计加载装置见图2，试验采用MTS加载系统加载，混凝土梁上的两个集中力通过设置于其上的分配梁实现，采用DH3815应变仪测量应变。加载制度：分级加载，每级荷载5kN，持荷时间lOmin，从加载到本级荷载的结束时间不少于10min，加载过程中观察并记录试件的变形，混凝土、钢筋和碳纤维板的应变，裂缝的开展，持荷3min后读取测量数据。最大裂缝宽度达到O．2nlnl后，每级荷载为10kN，直至试件破坏。图2试件加载装置2试验