采用碳纤维环 向缠绕加 固抗剪承载力不足的柱子 ,由于加 固前多数 柱子不 能进行卸载 ,在轴 向力存在 的情况下加 固 (以下称为二次受力),使加固后的碳纤维应力滞后于先加固后加轴向力的柱子,本文研究二次受力对碳纤维加固柱的性能影 响。完成 12组碳纤维加固柱单调加载抗剪性能 ANSYS有限元分析,每组包括对比柱的非二次受力柱、二次受力柱,并将有限 元模拟结果与试验结果对比 ,验证有限元模拟结果 的正确性 ;考察剪跨 比、轴 压 比两 因素在二 次受力时 ,对碳 纤维加 固柱抗剪 承载力提高、碳纤维应力、位移延性率等方面的影响,推导出二次受力对碳纤维约束混凝土强度的影响公式及考虑二次受力 影 响加 固柱抗剪承载力理论计算公式 ,并简要地讨论了进一步工作 的方 向。 关键词 :碳纤 维应 变 ;二次受力 ;抗剪承载力 ;有 限元分析 ;受剪 系数 中图分类 号:TU375.3 文献标识码 :A 文章编号 :1008—1933(2010)01—054—05 Analysison theshearcapacity ofRC colm n strengthened 、 th CFRP subjectedtosecondaryloadbyFEM (I) YUQiong,NIELin (ResearchInstituteofStructuralEngineeringandDisasterReduction,TonNiUniversity,Shanghai 200092,China) Abstract:ManycolumnsshouldbereinforcedbybeingwindedwithCFRP becauseofinsuficientshearcapacity.Beforereinforcedmany columnseouldn’tbeunloadedpropedy,andaxialcompressionwasexist.Afterreinforced,thestressofCFRP inthesecolulTUlSwould lagto the stressof CFRP in columns which were reinforced before axial compression was exerted. Therefore,itis of practical significancetostudyontheshear capacityofRC column strengthenedwith CFRP subjectedtosecondaryload.Thenonlinearfinite elementanalysiscommercialcodeANSYSwasadoptedtoanalyzethesubjectmentionedbefore.Subjectedtomonotonicloading,12 group columns were designed, aiming atsix diferentax ialcompression ratios and three diferent shear—span ratios. Every group containsunreinforcedcolumn,reinforcedcolumnandreinforcedcolumnsubjectedtosecondaryload.Then,thispaperalsodiscussthe efectofax ialcompressionratiosand shear—span ratiostotheshearcapacityincreasingvalue ofstrengthened colunln ,stainofCFRP an ddisplacementductility.AttheS~iletime,the resultsoffiniteelementsimulation arecompared with theexperimental results to proveitcorrectively.Theformulaofshear capacityofstrengthenedcolumnsubjectedtosecondaryloadisderiveinthispaperandthe confinedconcretestrengthformulasubjectedtosecondaryloadisputforward.Inthefinality,theproblemsrequitingfurtherstudiesale discussed. Keywords:stainofCFRP;secondaryload;shearcapacity;finiteelementmethod(FEM);discountcoeficientofintensity shear coe eient U 刖 昌 在 既有的国内外碳纤维加固混凝土柱抗剪性能 研究试验 中,大部分学者采用了先加 固一后加轴压 力一再加剪力的试验方法 ;仅有李忠献…教授采用 了先加轴压力一后加 固一再加剪力试验 ,并 比较先 包碳纤维布后加轴力和先加轴力后包碳纤维布(即 收稿 日期:2008-07.17 作者简 介:余 琼 (1968一),女 ,安徽庐江人 ,高级工程 师 ,主要从事 混凝土结构改造与加 固研究 。 E —mail:yiongyu2005@ 163.conl 二次受力)的两种不 同加载顺序对柱 的性能影 响, 得出先加轴力后加固时碳纤维布约束作用降低 、柱 抗剪承载力 的提高幅度较先加固后加轴力柱的提高 幅度 小 。 实际工程中 ,柱的抗剪加 固多在不卸载的情况 下进行的,既先存在轴力 ,后包碳纤维 ,目前加 固规 范 CECS146:2003《碳纤维片材加 固修 复混凝 土结 构技术规程》 J、GB50367—2006《混凝土结构加 固 设计规范》-3均未说明加固前柱轴力 的存在是否影 响柱抗剪承载力计算结果 ,因此 ,可看成加 固前柱轴 力的存在不影响抗剪承载力计算结果 。而李忠献二
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