CFRP布加固二次受力钢筋混凝土梁受弯性能试验研究

发布时间：2020-04-17 18:57

【摘要】：目前,混凝土结构是建筑物的主要结构形式之一。由于混凝土碳化、钢筋锈蚀、地震作用、环境影响以及偶然因素等原因,导致结构受弯承载力不足,因此对结构采取行之有效的加固显得尤为必要。纤维增强复合材料(FRP)是目前结构加固领域应用较广泛的新型材料,以其轻质(约为钢材1/5)高强(有的高于3000MPa)、良好的耐腐蚀性、可设计性、施工快速、加固后结构自重和体积均不增加等优点,得到国内外学术界和工程界的广泛认可和应用。目前,多数关于纤维增强复合材料(FRP)加固方法的研究都针对一次受力梁,但在实际工程中,建筑结构在加固前,往往会有不同的受荷状态,这会导致加固梁出现一个二次受力的问题。本文采用外贴CFRP布的加固方法,进行了7根混凝土梁的受弯性能试验,对不同预加载值、加固层数和加载历程下的加固梁的受弯性能进行了研究。研究结果表明:外贴CFRP布可有效提高加固梁的受弯承载力;预加载值越大,CFRP布的滞后应变增大,对承载力的提高也就越小;加固层数的增加,会提高加固梁的承载力,但提高程度不会相应成倍增加;卸载加固与持载加固相比,前者的加固效果更佳。因此,在对结构进行加固时,首先应对结构进行卸载,减小CFRP布滞后应变,使CFRP布尽早进入工作状态,与钢筋共同协同受力,以增强加固效果。考虑二次受力的影响,推导出卸载和持载下加固梁的CFRP滞后应变计算公式;根据不同的破坏类型,推导出相应的抗弯承载力计算公式和界限配置率。结合试验数据验证了本文公式的有效性,为今后相关研究及实际应用提高借鉴。
【图文】：

固结,构件,预加荷载,加固试验

4C）CFRP加固RC柱 d）CFRP 加固 RC 双向板图 1-1 CFRP 布加固结构构件Fig. 1-1 Structural components strengthened with CFRP sheet1.4.1 国外研究现状JohnF.Bonacci 等以加载历史为参数，对 7 根试件进行 CFRP 布受弯加固试验。研究结果表明，加载历史对 CFRP 布的加固效果影响显著，由于预加荷载，加固前梁底有初始拉应变，使得加固后 CFRP 布存在滞后应变问题，CFRP 布的优质性能无法充分发挥，直接加固与其相比，极限荷载提高了 5%[8]。Tom Norris 等通过 9 根试件的 CFRP 布受弯加固试验，对比了不同预加荷载和粘贴方向等参数的加固效果。结果表明，CFRP 布粘贴方式不同，试件的破

配筋图,试件尺寸

图 2-1 试件尺寸和配筋图Fig2-1 Specimen and reinforcement2.2.2 试件制作浇筑试件前，要对钢筋贴应变片处（即受拉钢筋的跨中处和加载点处）进行表面处理，钢筋的粘贴流程为：砂轮机打磨钢筋表面→砂纸打磨→脱脂棉酒精清洗→涂502粘贴应变片→用电工胶带固定→表面缠纱布，并涂抹环氧树脂胶。为了保证试件的质量，采用木模板进行一次性浇筑，在浇筑的同时，预留 3组混凝土立方体试块（150mmx150mmx150mm）共 9 块，1 天后拆模。在拆模后，先浇水养护 1 周，然后自然养护至龄期。在正式试验开始前，，对混凝土立方体和钢筋进行性能试验，得到混凝土立方体抗压强度和钢筋抗拉强度。试件的制作过程如图 2-2 所示。
【学位授予单位】：吉林建筑大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TU375.1

【参考文献】