碳纤维加固对梁抗弯刚度的影响

《碳纤维加固对梁抗弯刚度的影响》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、0掘搿矧嘲碳纤维加固对梁抗弯刚度的影响富立志，金志刚(1．扬州大学建筑科学与工程学院，江苏扬州225009；2．扬州市建筑工程质量检测中心，江苏扬州225009)【摘要】对CFRP粘贴加固矩形截面钢筋混凝土梁抗弯刚度，采用理论分析的方法，研究CFRP粘贴加固矩形截面钢筋混凝土梁抗弯刚度问题。首先计算普通钢筋混凝土梁抗弯刚度在一定荷载作用下的挠度，然后根据CFRP加固钢筋混凝土梁的抗弯刚度，计算加固后的混凝土梁在相同荷载作用下的变形。通过加固前后梁的变形差异得出碳纤维加固对梁的抗弯刚度的影响。【关键词】碳纤维；抗弯刚度；加固【中

2、图分类号】TU746．3【文献标识码】B碳纤维具有轻质、高强、耐腐蚀等优点，是一种理想的新4型复合材料。现有研究及实验证实了采用结构胶粘结的碳均布荷载：，=5ql=5M面I284蔚纤维材料能够与梁很好的粘结，达到共同受力的目的，而且能够增强受拉区的拉应力，提高梁的抗拉承载力，以及降低集中荷载：，==梁的最大变形，在保证施工质量的前提下可避免加固梁发生碳纤维剥离破坏以及受压区混凝土的压溃。它可以大大提由上式可得到：／：．s=z高混凝土极限承载力、耐久性、降低维护费用和提高加固效式中：S为与荷载形式和支撑条件有关的荷载效应系果及效

3、率⋯。数；为跨中最大弯矩；E／为梁截面抗弯刚度；为截面1碳纤维加固梁的刚度计算方法曲率。l矩形截面钢筋混凝土梁的截面短期抗弯刚度B的计算1．1工作原理公式为：由钢筋混凝土卜曰：梁的弯矩与挠度关L一系曲线(图1)，把梁l式中：=t．·一o．65，=As=，／10，正截面工作分为三LBkpte’Au·石^B个阶段：当弯矩较小Jp：m—E。时，此时挠度和弯矩一l122碳纤维c加固钢筋混凝土梁挠度计算方法关系接近直线变化，I．．在求短期刚度的时候，梁的工作特点是尚EsAsh未出现裂缝，称为第圈1碳纤维加固梁典型弯矩与曲率曲线B=———

4、。L—一I阶段；当弯矩值超过开裂弯矩后，由于已有裂缝出现，且以+0．27／。后一段时间内将不断出现新的裂缝，挠度的增长速度较开裂前为快，这时的工作特点是梁带裂缝工作，称为第Ⅱ阶段；钢2碳纤维加固梁的刚度计算筋的应力将随着荷载的增加而增加，当受拉钢筋达到屈服强【例】一钢筋混凝土见质量，截面尺寸b=200mm，h=度的一瞬间，梁的工作状态进入第Ⅲ阶段，其特点是梁的裂450mm，计算跨度Z。=5．2m。承受永久均布荷载gk=5kN／缝急剧开展，挠度急剧增加，钢筋的应变有很大的增长而应ITI，可变荷载标准值q：10kN／m，采用C20

5、级混凝土，配力始终维持屈服强度不变。采用碳纤维加固的钢筋混凝土HRB335级纵筋3~b16。计算采用一层碳纤维加固前后的挠梁同样也具有上述特征。只是各相应阶段与对比梁相比其度，碳纤维截面为22mmzf。承载力与刚度有较大的提高。沿梁的纵向，由于各个截面中解：(1)碳纤维加固前：和轴高度的变化等造成截面刚度是变化的，且在不同的荷载①弯矩值水平下截面刚度的分布不尽相同，其中弯矩大的部位刚度小，满足最小刚度原则。1．2计算公式[收稿日期]2009—09—041．2．1普通钢筋混凝土梁挠度计算[作者简介]富立志(1985～)，男，研究

6、生。四川建筑第30卷4期2010．08233瓣酾斓黼M：1(g+g=÷x(5+10)×5_2=50．7kN·m·卜n靠②计算钢筋应变不均匀系数妒：1．1—0．65×!：=0．787As：603mm，h02415mm235×0．0136A③计算短期刚度BpteO．5×20o×405=0．0134HRB335级钢筋Es：2×10MPa：土：—堕：232sx0一87hoAs2．’8MPa：：。：7．-84．C20级混凝土fk=1．54MPaP=：-0．00753Ec=2．55×10MPa=1．1—0．65一：．。。。orskP+0．

7、2+6EP=1．1—0．65=0．779③计算短期刚度B．+0．2+6×7_84×0．00753HRB335级钢筋E=2×10MPa=14．62×10N．mm：一：一而：一7．84④计算挠度厂，：上生：一：0D：．0072748bh200×415。：上三Q：!!Q!：：!Q148l462×1012．9．90mill=兰!：鱼Q三：(3)前后结果对比：从计算出的挠度结果可以看出，经过1．15×0．779+0．2+6×7．84×0．00727碳纤维加固后的钢筋混凝土梁的刚度比加固前的混凝土刚=14．5×10N·mm度提高了1．2％

8、。同时，在相同荷载作用下的挠度比普通钢④计算挠度，筋混凝土梁的挠度减小了1．2％。，：．J48B3结论与展望Q：2Q!：：!1在正常使用荷载下，用碳纤维加固混凝土梁的抗弯刚度：4814．45×1012有提高，挠度也会有一定的减少。但这种加固工艺效率较：10．02mm低，仅有1