将 两根 钢筋混凝土梁加载至产生一定裂缝 ,以模 拟在 役钢筋混凝土梁的损伤状态 。在此基础上 ,对其 中一根梁进行 加固处理 , 加 固方案采用 的是梁底和梁侧粘贴碳纤维布 的方法 。然 后通 过梁的受弯破坏试验 ,研究 了钢 筋混凝土梁在 采用 碳纤维材料加 固后 ,混凝 土 、钢筋及碳纤 维布的应 变变化和梁的裂缝 、挠度发展情 况,综 合评价了碳纤维加 固方法 的效果 。同时 ,通过记 录验梁在试验过 程 中的各 种材料应变 ,绘制 了各应 变随荷载的变化关系 ,分析钢筋应 变与碳 纤维应变变化协 同关系 ,并基 于此 验证 了平截 面假定是否成立 。最后 , 按照各规范所提供的设计公式 ,将规范方法计算值与试验结果进行对 比分析 ,指 出加 固规范 中存在 的问题 ,并分析 了原因。 关键词 : 抗弯试验 ;承载力 ;碳纤维 ;加 固 中图分类号 : TU528.01 文献标志码 : A 文章编号 : 1002—3550(2011)08—0131—04 Experim entresearchonconcretebeamsinservicereinforcedbycarbonfibersheet ZHA NG Zhe,ZHANG Gong,ZHA0 Zhuo (SchoolofCivilEngineering,ZhengzhouUniversity,Zhengzhou450002,China) Abstract: Toimit~ethedamageconditionofconcretebeamsinservice,twobeamswereloadedtocrackoccurring.Based on theforegoing work,oneofthebeam swasreinforcedbythecarbon fibersheetstuckunderthebeam . Soonafterwardsthebendingtestswereconducted,andthe strainsofconcrete,rebarandcarbonfiberwerestudied,aswellasthecrackanddeform ationofbeams.Usingthetestdata,thestrengtheningefects wereassessedcomprehensively.Atthesam etime,thenumericalrelationshipofstrain ofdifferentmaterialswasanalyzed,andtheplanehypoth esis wasverified.Finally,th etestresultswerecomparedwith thevaluesfrom variousstandards,andthedeficienciesan dreasonswere putforward. Keywords: bendingtest;bearingcapacity;carbonfiber;reinforcement 0 引言 混凝土 的应用已经有 100多年的历史 ,由于其具有易成型 、 耐久性好 、适用范 围广 等特 点而被广 泛应 用于建筑 、交通 、水利 等众 多领域之 中。至今 ,它仍是土木工程领域 中用途最广 、用量 最大的建筑材料之一,其在桥梁工程中的应用也较为普遍。混凝 土梁桥结构在桥梁结构占有重要地位,但是 ,由于设计、施工的 缺陷,或者是结构使用过程中的损伤 、劣化、以及火灾和地震等 灾 害 ,导致 混凝土 梁桥结构 出现各种病 害 ,影 响了混凝 土桥 梁 结构的可靠性 。对于出现损伤的梁桥结构 ,如果能够研究其损伤 规律 ,进行科学的评估 ,并采取适 当的加 固处 理措施 ,可使结 构 一 定 程度上 恢复原 有可靠 度 ,并延 长使 用寿命 『l_,这对 国力 薄 弱 、经济欠发达的国家来说是具有重要的社会效益和经济效益 。 目前 ,国内外工程界对混凝土结构和构件加固补强 的方 法 包括;加大截面法 、外黏型钢法 、粘贴纤维复合材法、粘贴钢板 法 、外加 预应力 法 、增设支点法 、喷射混凝土技术等 。其 中 ,外贴 碳 纤维 布加 固技术具 有高强高效 ,施 工便捷等技 术优势 ,成为 研究 的热点 。碳纤维布加 固方法的研究在 日本 、德国等国家起步 较早 ,20世纪 80年代初期美 国开始大量工程应用 ,并形成 了碳 纤维布加 固设计 规范。我 国于 20世纪 90年代 引进碳 纤维布加 固技术 ,同时,国内众多科研机构及高校进行了相关研究,并编 制出行业标准和规范。国内外主要的研究成果可以从以下几个 收稿 日期 :201l__02—13 方面进行概括 : (1)抗弯 及计算 分析 方法研 究 ,Oualidlimamt2}研究 碳纤 维 薄板 加 固方 法 。叶列 平f3l进行 了一次受 力 ,二次受 力 的公式 简 化计算方 法及界面剥 离机理等方 面研究 。(2)剥离 破坏理论 方 面 ,AmirM.Malekt提 出了在碳纤维板切 断处剪应 力和正应 力 的计算方法。ChristoperK.Y.Leungt1分析弯曲裂缝时,得 出裂 缝处引起剥离的最大层间剪应力。吴~J]J[61进行了各种碳纤维布 粘贴方式下碳纤维布与混凝土的平均粘贴应力计算方法的研 究 。(3)剪切模 型方 面 ,曹双 寅[7]研究 了加 固后承 载力 的提高 , 以及抗剪及开裂等性 能。 目前 国内相关 的设计规范包括 :GB50367 嘲、JTG/TJ22{gJ、 CECS146[等 ,但 仍有一些 尚待进一步研究 的 问题 ,如碳纤 维 布 加固钢筋混凝 土试验梁 计算分析理 论方法 尚未 形成统 一 的 观点 。 1 碳 纤维加 固荷 载试验 1.1 试 验 方 案 制作了 2根普通钢筋混凝土试验梁,其 十尺寸均为 200i/ln3x 400mmx3800nllTl,混凝土强度等级为 C30。为模拟钢筋混凝 土 梁实际可能存在的损伤状态,首先对 2片试验梁进行模拟损伤 试验,在试验设备上使其受力开裂 ,裂缝开展至正常使用极限 损伤状态所对应的最大裂缝宽度,然后对其中一根梁进行加固
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