鋼筋混凝土有腹筋梁表層嵌貼CFRP的抗剪加固試驗(yàn)研究-yg

1、2006全國(guó)第四屆FRP學(xué)術(shù)交流會(huì)議 題目：鋼筋混凝土有腹筋梁表層嵌貼CFRP的抗剪加固試驗(yàn)研究 演講人： 教授 主要內(nèi)容表層嵌貼FRP抗剪加固概況 試驗(yàn)設(shè)計(jì)試驗(yàn)結(jié)果鋼筋混凝土梁表層嵌貼CFRP抗剪承載力推演簡(jiǎn)介 結(jié)論1表層嵌貼FRP抗剪加固概況表層嵌貼FRP加固法(Near-Surface Mounted,NSM)梁抗剪加固抗彎加固砌體加固負(fù)彎矩區(qū)加固筒倉(cāng)加固表層嵌貼FRP抗剪加固概述De Lorenzis和Nanni所作的FRP筋抗剪試驗(yàn) FRP提供的抗剪承載力推導(dǎo)為： a.粘結(jié)破壞 b.保護(hù)層破壞 抗剪試驗(yàn)破壞模式試驗(yàn)項(xiàng)目介紹本試驗(yàn)項(xiàng)目系國(guó)家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目 “鋼筋混凝土梁表層嵌貼F

2、RP加固性能研究”（批 準(zhǔn)號(hào)：50378084） 的子項(xiàng)目研究方法： 試驗(yàn)研究結(jié)合近似理論分析抗剪破壞模式抗剪破壞機(jī)理影響因素抗剪承載力推 演研究?jī)?nèi)容：2試驗(yàn)設(shè)計(jì)傳感器千斤頂分配梁百分表試驗(yàn)梁試驗(yàn)裝置示意圖百分表百分表試驗(yàn)方法：兩點(diǎn)加載單跨伸臂簡(jiǎn)支梁 1.有別于簡(jiǎn)支梁試驗(yàn)2.有別于無腹筋梁 試驗(yàn)參數(shù)試件編號(hào)箍筋間距（mm）CFRP間距(mm)CFRP板寬（mm）理論破壞剪力（KN）規(guī)范公式Zsutty公式1BS200200對(duì)比梁53.2113.62BS200-F200200200(單板)1059.38119.783BS200-F120200120(單板)1067.33127.734BS200-

3、F07520075(單板)1067.33127.735BS200-FD120200120（雙板）1081.46141.866BS150150對(duì)比梁62129.17BS150-FD120150120（雙板）1090.23157.36B代表梁，S代表箍筋，F(xiàn)代表CFRP，D代表雙板，75200數(shù)字表示間距，例如BS200代表箍筋間距為200的對(duì)比梁,BS200-F120代表箍筋間距為200，CFRP采用單板且間距為200的加固梁,BS200-FD120代表箍筋間距為200，CFRP采用雙板且間距為200的加固梁試件設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)要求：保證非加固區(qū)不剪切破壞保證試件不發(fā)生抗彎破壞試驗(yàn)裝置 加固示意圖a.B

4、S200-F200b.BS200-F120 CFRP單板c.BS200-F75d.BS200-FD120e.BS150-FD120 CFRP雙板應(yīng)變片布置示意圖a.BS200b.BS200-F200c.BS200-F120d.BS200-F75e.BS200-FD120f.BS150g.BS150-FD120ACDB121234123456767812345ABCD D678123451.箍筋在高度中間貼一應(yīng)變片，兩側(cè)對(duì)稱布置，標(biāo)記為，用符號(hào)A，B，C，D，E表示2。CFRP板在高度中間貼一應(yīng)變片，兩側(cè)對(duì)稱布置，標(biāo)記為，用符號(hào)1，2，.3等數(shù)字表示。 試驗(yàn)流程 達(dá)到估算極限荷載80前 荷載控制

5、加載（10kN每級(jí)） 接近估算極限荷載時(shí) 撓度控制加載（0.30.5mm每級(jí)）3試驗(yàn)結(jié)果破壞模式試件編號(hào)加固區(qū)開裂剪力加固區(qū)極限剪力破壞時(shí)簡(jiǎn)支跨跨中撓度（mm）破壞模式試驗(yàn)值（kN）提高幅度（）試驗(yàn)值（kN）提高幅度（）1BS20069.66104.497.97剪壓破壞2BS200-F20085.1422.22112.237.417.65保護(hù)層剝離3BS200-F12077.411.11119.9714.819.32保護(hù)層剝離4BS200-F7577.411.11129.6524.078.75保護(hù)層剝離5BS200-FD12081.2716.67141.2635.199.25保護(hù)層剝離6BS1

6、5073.53112.237.32剪壓破壞7BS150-FD12077.45.26149.0032.769.45保護(hù)層剝離對(duì)比梁剪壓破壞主裂縫與長(zhǎng)度方向成230裂縫與長(zhǎng)平方向成370BS200破壞圖a.荷載箍筋應(yīng)變曲線b.荷載跨中撓度曲線 BS200應(yīng)變片布置及試驗(yàn)結(jié)果曲線加固梁破壞狀況a.膠層開裂b.保護(hù)層連續(xù)裂縫c.BS200-F120破壞狀況膠層附件混凝土細(xì)小裂縫膠層裂縫頂部連續(xù)裂縫主裂縫彎剪裂縫與頂部裂縫貫通 破壞模式：混凝土保護(hù)層剝離，使剪切主裂縫與水平 面角度變大抗剪承載力： 荷載撓度曲線：影響因素之FRP間距 承載力提高幅度圖4.16 BS200系列荷載跨中撓度曲線綜合FRP間距

7、和FRP粘結(jié)面積，統(tǒng)一用加固率來表示抗剪承載力構(gòu)件編號(hào)FRP加固率(%)承載力提高幅度(%)備注BS200對(duì)比梁BS200-F2000.067.41單板BS200-F1200.114.81單板BS200-F750.1624.07單板BS200-FD1200.235.19雙板影響因素之箍筋間距荷載跨中撓度曲線荷載箍筋應(yīng)變曲線圖4.21 箍筋應(yīng)變曲線4抗剪承載力推演簡(jiǎn)介 鋼筋混凝土有腹筋梁表層嵌貼CFRP抗剪承載力推演 混凝土抗剪承載力 Zsutty通過大量的試驗(yàn)分析，提出了抗剪能力計(jì)算公式為：剪跨比大于2.5剪跨比小于2.5箍筋抗剪承載力 碳纖維板加固后梁的抗剪承載力 FRP利用率曲線FRP高度

8、方向應(yīng)變分布荷載等級(jí) 各構(gòu)件主裂縫角度表 構(gòu)件編號(hào)主裂縫角度構(gòu)件編號(hào)主裂縫角度構(gòu)件編號(hào)主裂縫角度BS200230BS200-F75500BS150-FD120570BS200-F200290BS200-FD120540BS200-F120460BS150230試驗(yàn)值與理論值比較 構(gòu)件編 號(hào) 試驗(yàn)值（KN）理論值（KN）理論值/試驗(yàn)值VCSVFVTVCSVFVTVCS / VCSVF / VFVT/VTBS200104.49104.4999.40099.400.951 0.951 BS200-F200104.497.74112.2399.4010.30109.700.951 1.331 0.97

9、7 BS200-F120104.4915.48119.9799.4017.17116.570.951 1.109 0.972 BS200-F75104.4925.16129.6599.4027.47126.870.951 1.092 0.979 BS200-FD120104.4936.77141.2699.4034.34133.740.951 0.934 0.947 BS150112.23112.23110.17110.170.982 0.982 BS150-FD120112.2336.77149.00110.1734.34144.510.982 0.934 0.970 BSV153.46153.46153.08153.080.998 0.998 BS90-7A153.4653.34206.80153.0854.67207.750.998 1.025 1.005 5結(jié)論小結(jié)采用表層嵌貼CFRP板加固法能有效提高 鋼筋混凝土有腹筋梁的抗剪極限承載力 抗剪加固破壞形式為：混凝土保護(hù)層整體剝落破壞 對(duì)箍筋配筋率相同的加固梁