叠合与CFRP复合加固RC梁受力性能试验研究.pdf

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1、第39卷第3期四川建筑科学研究2013年6月SichuanBuildingScience83叠合与CFRP复合加固RC梁受力性能试验研究李红霞，刘秦，张雷顺(1．黄河科技学院，河南郑州450063；2．郑州大学，河南郑州450001)摘要：对1根粘贴CFRP加固梁和6根叠合与CFRP复合加固Rc梁进行了试验研究，为了保证试验研究接近真实情况，着重考虑了混凝土的配合比、试验梁的纵筋配筋率、架立筋和箍筋的分布。研究表明：叠合与CFRP复合加固技术加固效果明显，既可以大幅提高抗弯承载力，又可以避免抗弯承载力提

2、高的同时构件挠度过大，在适筋状态下承载力提高达53．7％。关键词：钢筋混凝土梁；叠合；碳纤维；复合加固；试验研究；抗弯性能中图分类号：TU37文献标志码：B文章编号：1008—1933(2013)03—083—03光圆钢筋，钢筋的试验结果见表1。O引言表1钢筋的实测性能指标现役钢筋混凝土桥梁的陈旧、老化造成其承载力、刚度、稳定性下降，已经成为一个全球性的问题，引起了世界各国的极大关注。很多资料表明，当前很多交通发达国家已经把桥梁建设重点放在旧桥加固与改造方面。目前常用的加固方法主要集中在加1．2配合比设

3、计大截面法、外包钢加固法、纤维布加固法、体外预应本次试验的普通混凝土配合比设计是按照现行力加固法，并且形成了相应的规程指导设计及施工，《混凝土配合比设计规程》设计，试验用水泥均为产生了较好的社会效益和经济效益。但是目前对于3z5#7~泥，预制构件部分(C20混凝土)粗骨料最大各种加固方法的研究大多集中在单一方法加固补强粒径20mm碎石，后浇部分(C25混凝土，C30混凝上，而复合加固研究还不是很多。土)粗骨料最大粒径20mm碎石；骨料均为河沙。采用叠合与CFRP复合加固技术对RC梁进行单位采用每立方米的

4、材料用量制，见表2。加固，使其在大幅提高抗弯承载力的同时，又避免了表2混凝土配合比kg超筋和少筋现象的发生。标号水胶比水泥水河沙石子C200．63251956481203C250．542O210588l1411试验概况C300．452521054110991．1试验材料1．3试件设计本次试验混凝土的设计强度等级为：预制试件本试验设计7根钢筋混凝土梁，长度为1800为C20，后浇部分为C25和C30。水泥采用新乡水mm，设计跨度为1600mm。每根梁伴随浇筑3个泥厂生产的32．5号普通硅酸盐水泥；细骨料采

5、用中150mmX150mmX150mm的小试件，以测混凝土粗河砂，细度模数为3．1；粗骨料为新密碎石，粒径的实际抗压强度，其中一根梁为对比梁。为6～20toni，连续级配；浇筑用水采用郑州市自来预制试件截面设计为100mmx200mm，预制水。构件部分为C20。纵向受力钢筋采用Ⅱ级钢筋钢筋为鞍钢热轧带肋钢筋，HRB335级钢筋直2612(配筋率为0．92％)，架立钢筋设计为268的径为12mm。箍筋和架立筋分别采用6和8的I级钢筋，剪跨段配置箍筋为@120。后浇部分为C25、C30。保护层厚度为25mm

6、。试件编号按叠收稿日期：2012-03-O2合高度比(是叠合前预制构件高度，h是叠作者简介：李红霞(1977一)，女，河南安阳人。讲师，研究方向：结构合后的梁高度)的变化分为LI、LⅡ、LⅢ三种。然加固与基坑加固。基金项目：河南省教育厅科技攻关计划项目(2011C560004)后再按照混凝土强度不同分为LI—a、LI—b、LⅡE—mall：737801521@qq．I~O11一a等类型，详细参数见表3。84四川建筑科学研究第39卷表3试验梁设计参数后，碳纤维的应变变化缓慢，不再符合平截面假定。当荷载达到

7、第四级20kN时首次观察到裂缝，裂缝的发展具有显著特性，初始变化与普通混凝土梁裂缝变化相同，当荷载逐级增大，碳纤维应变迅速增加时，梁侧面底部裂缝增多但宽度减小，呈均匀状，施加每级荷载均观测最大裂缝及其变化。当荷载达到44kN时，梁顶出现裂痕，混凝土开始松动，梁底碳纤维伴随有“啪、啪”响声。连续采集后，73kN时荷叠合梁根据后浇混凝土的型号不同分为a类和载不再增加，随之试验梁发生破坏，裂缝最大宽度为b类，根据叠合高度比的不同分为I、Ⅱ、Ⅲ三种型0．68mm。号，其具体图形如图1所示。LI—b梁，与LI—a

8、梁很类似，值得注意的是叠合层混凝土与预制部分强度差大时，反而在叠合匡三三三面附近出现微小裂缝。荷载不能再增大时，连续采集得最大荷载75kN，裂缝最大宽度0．62mm。LⅡ一a梁，初始加载时试验梁两侧面接近底部匡三三三至的应变片应变值迅速增大，增幅显著，相对来看，上部应变变化比较缓慢，且明显看出中和轴较LI梁中和轴靠下，继续加载碳纤维抗拉强度充分利用后，两侧面上部应变迅速增大(负值)。荷载达到52kN时梁顶出现剥落区，碳纤维伴随有“啪、啪”响