CFRP鋼筋混凝土箱梁性能研究

CFRP鋼筋混凝土箱梁性能研究CFRP鋼筋混凝土箱梁性能研究全文共1頁，當(dāng)前為第1頁。

CFRP鋼筋混凝土箱梁性能研究全文共1頁，當(dāng)前為第1頁。

CFRP鋼筋混凝土箱梁性能研究

CFRP鋼筋混凝土箱梁性能研究全文共2頁，當(dāng)前為第2頁。

CFRP鋼筋混凝土箱梁性能研究全文共2頁，當(dāng)前為第2頁。

劉華山【摘要】CFRP是一種新型高性能材料，已作為加固鋼筋混凝土構(gòu)件的重要材料，擁有較好的物理、力學(xué)性能，且施工工藝成熟和加固混凝土構(gòu)件時占用空間較少等優(yōu)點。本研究對CFRP加固鋼筋混凝土箱梁在復(fù)合受力下展開彎扭承載力試驗，試驗結(jié)果得出：箱梁試件表面開裂之前，對加固箱梁試件與未加固箱梁試件進行對比分析，箍筋剪應(yīng)變差異很小，但是表面開裂之后，加固材料的效果得到充分體現(xiàn);對箱梁進行U型加固方式是抗扭承載力提高的主要因素，在改善箱梁試件的極限扭矩方面，橫向U型CFRP加固效果比縱向CFRP加固效果更為顯著?！娟P(guān)鍵詞】混凝土箱梁;碳纖維布;彎扭受力;破壞應(yīng)變U445.466：A：2095-2457（2019）20-0008-003DOI：10.19694/ki.issn2095-2457.2019.20.0041試驗方案1.1箱梁設(shè)計本研究設(shè)計制作5片幾何形狀、尺寸以及配筋相同的鋼筋混凝土箱梁，箱梁尺寸：60cm×40cm，腹板厚度6cm，頂板及底板厚均為8cm，本研究試驗梁尺寸較小，為了便于成型澆筑，選用骨料為5mm～20mm的C30混凝土。箱梁制作成型后，參照《回彈法檢測混凝土抗壓強度技術(shù)規(guī)程》（JGJ/T23-2011）的規(guī)定，對箱梁試件展開回彈強度檢測，試驗結(jié)果見表1。本研究選用Q235Φ8型號的鋼筋，從鋼筋中隨機選取3根長度為400mm的進行力學(xué)性能試驗，試驗結(jié)果見表2。碳纖維布：選用德州市砼山復(fù)合材料有限公司生產(chǎn)的Ⅱ級幅寬150mm的CFRP材料，主要力學(xué)性能指標(biāo)試驗結(jié)果見表3。1.2箱梁加固方案CFRP鋼筋混凝土箱梁性能研究全文共3頁，當(dāng)前為第3頁。試驗過程中選用CFRP材料對預(yù)制箱梁加固，參照采用的粘貼方法、CFRP使用量選用4種加固方法，箱梁加固方案詳見表4。CFRP鋼筋混凝土箱梁性能研究全文共3頁，當(dāng)前為第3頁。2箱梁破壞后應(yīng)變分析2.1箍筋應(yīng)變分析試驗過程中發(fā)生在箱梁試件表面的裂縫寬度比較大，裂縫寬度較明顯的區(qū)域主要集中在受扭段及集中力加載的部位，且應(yīng)變測點也布設(shè)在此部位，箱梁試件發(fā)生開裂后，由于裂縫的影響，導(dǎo)致箍筋應(yīng)變較大。在扭矩作用下，分析箍筋在底板、頂板及兩個腹板三個部位應(yīng)變隨扭矩增大的變化規(guī)律。箍筋扭矩與應(yīng)變變化關(guān)系見圖1、圖2、圖3、圖4。由圖1、圖2、圖3、圖4可以得出：通過頂面及底面箍筋應(yīng)變隨扭矩增加而增大的變化規(guī)律發(fā)現(xiàn)，箱梁試件經(jīng)過CFRP材料加固之后，混凝土表面開裂之前，對加固箱梁試件與未加固箱梁試件進行對比分析，箍筋剪應(yīng)變差異很小，但是表面開裂之后，粘貼CFRP加固材料的箱梁試件環(huán)向箍筋應(yīng)變增大幅度降低;分析箱梁試件最終破壞時箍筋的應(yīng)變，發(fā)現(xiàn)A-1箱梁試件測點的應(yīng)變值都較大，其他箱梁試件箍筋應(yīng)變值增幅較小，表明CFRP加固材料讓箍筋的作用發(fā)揮的更為有效，從而改善箱梁的抗扭承載能力;由箱梁試件底板、頂板及兩個腹板應(yīng)變與扭矩的變化規(guī)律得出，在箱梁試件破壞時，底板及剪力扭矩相加處箍筋的應(yīng)變值較大，達到了屈服。2.2試驗梁承載力對比根據(jù)本研究的試驗方案，制作了5片箱梁試件，其中A-1箱梁未加固，作為對比組，A-2、A-3、A-4及A-5箱梁試件通過CFRP材料進行加固，5片箱梁試件開裂扭矩及極限扭矩試驗結(jié)果見圖5、圖6，A-2、A-3、A-4及A-5箱梁試件的極限扭矩相對于A-1箱梁試件提高百分率見圖7。由圖5、圖6、圖7可以得出：CFRP加固材料未能改善箱梁試件的開裂扭矩，這主要因為箱梁試件在未開裂之前，外荷載主要由混凝土承受，鋼筋還未達到屈服階段，CFRP加固材料還未發(fā)揮作用，在試件開裂至破壞階段其加固效果才會充分發(fā)揮;CFRP加固材料對箱梁試件極限扭矩的改善效果較為明顯，A-2、A-3、A-4及A-5箱梁試件的極限扭矩分別提高17.6%、35.5%、49.2%、44.6%，因此，在改善箱梁試件的極限扭矩方面，橫向U型CFRP加固效果比縱向CFRP加固效果更為顯著。3結(jié)論本文通過對5片鋼筋混凝土箱梁試件的破壞形態(tài)、裂縫的發(fā)展?fàn)顟B(tài)、箍筋應(yīng)變分析、試驗梁CFRP鋼筋混凝土箱梁性能研究全文共4頁，當(dāng)前為第4頁。承載力對比得出以下結(jié)論。CFRP鋼筋混凝土箱梁性能研究全文共4頁，當(dāng)前為第4頁。1）箱梁試件表面開裂之前，對加固箱梁試件與未加固箱梁試件進行對比分析，箍筋剪應(yīng)變差異很小，但是表面開裂之后，加固材料的效果得到充分體現(xiàn);在箱梁試件破壞時，底板及剪力扭矩相加處箍筋的應(yīng)變值較大，達到了屈服。2）箱梁試件在未開裂之前，CFRP加固材料未能改善箱梁試件的開裂扭矩，從開裂至破壞階段加固效果較為顯著;在改善箱梁試件的極限扭矩方面，橫向U型CFRP加固效果比縱向CFRP加固效果更為顯著?！緟⒖嘉墨I】[1]王步高.混凝土斜拉橋主塔溫度效應(yīng)及環(huán)境影響因素分析[D].廣州：華南理工大學(xué)，2012.[2]謝新.溫度對鋼箱梁橋模態(tài)頻率的影響[J].天津城市建設(shè)學(xué)院學(xué)報，2012，18（4）：262-265.[3]趙振中.面向雙層交通混凝土伸臂箱梁剪力滯效應(yīng)試驗研究[D].湘潭：湖南科技大學(xué)，2013.[4]謝子蓉.雙層交通混凝土箱梁抗彎性能數(shù)值分