预应力CFRP片材抗剪加固钢筋混凝土T梁试验研究
发布时间：2021-12-01 19:17
针对外贴FRP片材抗剪加固钢筋混凝土梁存在材料利用率低、易发生剥离破坏等问题,开发了用于抗剪加固的CFRP片材预应力张拉和锚固系统,给出了相应的施工工艺和方法。为验证提出系统的有效性,进行了预应力CFRP片材抗剪加固钢筋混凝土T型截面梁试验。基于CFRP片材断裂的破坏模式,提出了预应力CFRP片材加固钢筋混凝土梁的抗剪承载力计算公式。结果表明,该文开发的预应力张拉和锚固系统能有效地对CFRP片材施加预应力,减少预应力损失。预应力CFRP片材抗剪加固梁均发生以受压区混凝土压碎为标志的受弯破坏模式,锚固装置能够确保CFRP片材在断裂之前不发生剥离破坏。预应力CFRP片材对混凝土梁斜裂缝的产生和发展有明显的抑制作用,加固后钢筋混凝土梁的抗剪承载力得到大幅提升。计算结果与试验值吻合较好,验证了加固梁抗剪承载力模型的有效性。
【文章来源】：土木工程学报. 2020,53(09)北大核心EICSCD
【文章页数】：10 页
【部分图文】：
试验梁设计及测量设备布置示意图(单位:mm)
对比梁DCB加载至130kN时,试验梁左侧剪跨区腹板底面出现第一条长约为5cm,宽度为0.04mm的斜裂缝。加载至153kN时,在右侧剪跨区出现关于跨中截面对称的长约为6cm,宽度为0.06mm的斜裂缝。加载至288kN时,右侧剪跨区主裂缝贯穿腹板,裂缝宽度达0.32mm。加载到480kN时,主裂缝已基本贯通,剪跨区的箍筋屈服;加载至520kN时,荷载已经无法增加且极不稳定,跨中和加载点截面挠度急剧增大,剪跨区箍筋出现颈缩并被拉断,裂缝宽度达到1.7mm,试验梁发生剪压破坏,如图4(a)所示。普通CFRP片材抗剪加固梁PCB加载至149kN时,试验梁左侧剪跨区腹板底面出现第一条长约为6cm、宽度为0.03mm的斜裂缝。加载至158kN时,在右侧剪跨区出现长约为3cm、宽度为0.04mm的斜裂缝。加载至263kN时,裂缝增宽较为明显,CFRP片材应变陡增,并出现“咔咔”的响声。加载至427kN时,能够听到环氧树脂胶出现崩裂的声音,此时CFRP片材出现剥离,应变降低。加载至570kN时,试验梁主裂缝已基本贯通,挠度增大。加载至610kN时, CFRP片材把试验梁表面混凝土撕开,CFRP片材发生剥离破坏,同时剪跨区箍筋出现颈缩并被拉断,试验梁主斜裂缝也贯通,梁发生剪压破坏,如图4(b)所示。
图5给出了试验梁的荷载-跨中挠度曲线。从图中可知,加载至主斜裂缝发展初期,试件的荷载-挠度曲线无明显差异,说明CFRP片材的引入及其预应力水平对混凝土梁的刚度影响很小。斜裂缝逐渐发展时,各试件的挠度发展开始出现差异。同一等级荷载作用下,预应力CFRP片材加固试件的刚度最大,普通CFRP片材加固梁次之,而对比梁的刚度最小、挠度最大。破坏时对应的挠度有较大差异,预应力CFRP片材加固梁表现出较好的延性,将原有加固梁由受剪的“脆性破坏”模式转变为受弯的“塑性破坏”模式。2.3 斜裂缝的开展
【参考文献】：
期刊论文
[1]混锚预应力U形碳纤维条带抗剪加固混凝土梁试验研究[J]. 周朝阳,刘君,吴中会. 土木工程学报. 2018(10)
[2]预应力碳纤维布加固钢筋再生混凝土梁受弯承载力研究[J]. 陈爱玖,韩小燕,杨粉,王晓煜,汪志昊,李树山. 土木工程学报. 2018(11)
[3]无粘结预应力U形CFRP加固混凝土梁抗剪试验[J]. 周朝阳,赵波涌,刘君,韩殿牧原. 哈尔滨工业大学学报. 2017(06)
[4]考虑预应力损失的CFRP布加固钢筋混凝土梁正常使用极限状态可靠度研究[J]. 江胜华,侯建国,何英明. 土木工程学报. 2015(11)
[5]后张预应力碳纤维布加固钢筋混凝土梁预应力损失试验及计算方法研究[J]. 王文炜,戴建国,张磊. 土木工程学报. 2012(11)
[6]预应力CFRP布加固钢筋混凝土梁疲劳性能试验研究[J]. 何初生,王文炜,杨威,叶见曙. 东南大学学报(自然科学版). 2011(04)
[7]预应力碳纤维布加固钢筋混凝土梁受剪性能试验研究[J]. 彭刚,刘立新,李险峰. 河南科学. 2005(03)
[8]外贴CFRP加固梁斜截面受力性能的分析和计算[J]. 郝震,曹双寅,翟瑞兴,方志保. 工业建筑. 2004(02)
[9]纤维复合材料布加固混凝土梁受剪性能的试验研究[J]. 谭壮,叶列平. 土木工程学报. 2003(11)
硕士论文
[1]自锚式U形碳纤维布预应力抗剪加固钢筋混凝土T梁试验研究[D]. 魏少雄.中南大学 2012
本文编号：3526902
【文章来源】：土木工程学报. 2020,53(09)北大核心EICSCD
【文章页数】：10 页
【部分图文】：
试验梁设计及测量设备布置示意图(单位:mm)
对比梁DCB加载至130kN时,试验梁左侧剪跨区腹板底面出现第一条长约为5cm,宽度为0.04mm的斜裂缝。加载至153kN时,在右侧剪跨区出现关于跨中截面对称的长约为6cm,宽度为0.06mm的斜裂缝。加载至288kN时,右侧剪跨区主裂缝贯穿腹板,裂缝宽度达0.32mm。加载到480kN时,主裂缝已基本贯通,剪跨区的箍筋屈服;加载至520kN时,荷载已经无法增加且极不稳定,跨中和加载点截面挠度急剧增大,剪跨区箍筋出现颈缩并被拉断,裂缝宽度达到1.7mm,试验梁发生剪压破坏,如图4(a)所示。普通CFRP片材抗剪加固梁PCB加载至149kN时,试验梁左侧剪跨区腹板底面出现第一条长约为6cm、宽度为0.03mm的斜裂缝。加载至158kN时,在右侧剪跨区出现长约为3cm、宽度为0.04mm的斜裂缝。加载至263kN时,裂缝增宽较为明显,CFRP片材应变陡增,并出现“咔咔”的响声。加载至427kN时,能够听到环氧树脂胶出现崩裂的声音,此时CFRP片材出现剥离,应变降低。加载至570kN时,试验梁主裂缝已基本贯通,挠度增大。加载至610kN时, CFRP片材把试验梁表面混凝土撕开,CFRP片材发生剥离破坏,同时剪跨区箍筋出现颈缩并被拉断,试验梁主斜裂缝也贯通,梁发生剪压破坏,如图4(b)所示。
图5给出了试验梁的荷载-跨中挠度曲线。从图中可知,加载至主斜裂缝发展初期,试件的荷载-挠度曲线无明显差异,说明CFRP片材的引入及其预应力水平对混凝土梁的刚度影响很小。斜裂缝逐渐发展时,各试件的挠度发展开始出现差异。同一等级荷载作用下,预应力CFRP片材加固试件的刚度最大,普通CFRP片材加固梁次之,而对比梁的刚度最小、挠度最大。破坏时对应的挠度有较大差异,预应力CFRP片材加固梁表现出较好的延性,将原有加固梁由受剪的“脆性破坏”模式转变为受弯的“塑性破坏”模式。2.3 斜裂缝的开展
【参考文献】：
期刊论文
[1]混锚预应力U形碳纤维条带抗剪加固混凝土梁试验研究[J]. 周朝阳,刘君,吴中会. 土木工程学报. 2018(10)
[2]预应力碳纤维布加固钢筋再生混凝土梁受弯承载力研究[J]. 陈爱玖,韩小燕,杨粉,王晓煜,汪志昊,李树山. 土木工程学报. 2018(11)
[3]无粘结预应力U形CFRP加固混凝土梁抗剪试验[J]. 周朝阳,赵波涌,刘君,韩殿牧原. 哈尔滨工业大学学报. 2017(06)
[4]考虑预应力损失的CFRP布加固钢筋混凝土梁正常使用极限状态可靠度研究[J]. 江胜华,侯建国,何英明. 土木工程学报. 2015(11)
[5]后张预应力碳纤维布加固钢筋混凝土梁预应力损失试验及计算方法研究[J]. 王文炜,戴建国,张磊. 土木工程学报. 2012(11)
[6]预应力CFRP布加固钢筋混凝土梁疲劳性能试验研究[J]. 何初生,王文炜,杨威,叶见曙. 东南大学学报(自然科学版). 2011(04)
[7]预应力碳纤维布加固钢筋混凝土梁受剪性能试验研究[J]. 彭刚,刘立新,李险峰. 河南科学. 2005(03)
[8]外贴CFRP加固梁斜截面受力性能的分析和计算[J]. 郝震,曹双寅,翟瑞兴,方志保. 工业建筑. 2004(02)
[9]纤维复合材料布加固混凝土梁受剪性能的试验研究[J]. 谭壮,叶列平. 土木工程学报. 2003(11)
硕士论文
[1]自锚式U形碳纤维布预应力抗剪加固钢筋混凝土T梁试验研究[D]. 魏少雄.中南大学 2012
本文编号：3526902
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