碳纤维布用于钢筋混凝土梁抗弯加固的试验研究
碳纤维布加固混凝土梁受弯性能的试验研究的开题报告

碳纤维布加固混凝土梁受弯性能的试验研究的开题报告
一、选题背景
混凝土梁是现代建筑中常见的构件,其在建筑结构中具有重要的作用。
然而,长期以来,混凝土梁的受力性能容易受到不同环境条件和外力因素的影响而出现裂缝和破坏,需要进行适当的加固和修复。
近年来,碳纤维布因其重量轻、强度高、耐久性好等特点成为混凝土加固材料中的一种常见选择。
本研究旨在探究碳纤维布加固混凝土梁受弯性能的变化及其机理。
二、研究目的
本文旨在通过试验研究探究:
1. 碳纤维布加固混凝土梁的受弯性能变化情况;
2. 碳纤维布加固混凝土梁的破坏形态及其机理;
3. 确定碳纤维布加固混凝土梁的最佳加固方案。
三、研究内容
1. 碳纤维布加固混凝土梁的制备:制作混凝土梁,根据不同方案加固梁体;
2. 碳纤维布加固混凝土梁的试验:进行混凝土梁的受弯试验,记录实验数据;
3. 结果分析:分析试验数据,比较不同加固方案的效果及其机理。
四、研究方法
1. 阅读相关文献,了解碳纤维布加固混凝土梁的研究现状;
2. 确定试验方案,制作混凝土梁,根据不同方案加固梁体;
3. 进行混凝土梁的受弯试验,记录实验数据;
4. 分析试验数据,比较不同加固方案的效果及其机理。
五、预期结果
通过本次试验研究,预计可以得出以下结论:
1. 碳纤维布加固混凝土梁可以改善梁体的受弯性能;
2. 碳纤维布加固混凝土梁的破坏形态与加固方案有关;
3. 对比试验结果,可以确定碳纤维布加固混凝土梁的最佳加固方案。
碳纤维布加固钢筋混凝土梁受弯承载力描绘办法的研讨

碳纤维布加固钢筋混凝土梁受弯承载力描绘办法的研讨因为碳纤维布具有高强高效、耐腐蚀、自重轻等长处,用其补强加固钢筋混凝土布局技能已得到推广运用,但是当前国内的研讨多处于实验。
本文经过9根碳纤维布对进步钢筋混凝土梁受弯承载力的影响和作用,并在收拾实验数据和理论剖析的根底上,提出碳纤维布加固钢筋混凝土梁的受弯承载力描绘公式和描绘办法。
1、实验研讨实验梁为矩形截面简支梁,试件及资料的详细状况见文献⑴、⑵。
表1列出了首要实验成果。
表1 首要实验成果试件编号补强加固状况梁屈从荷载/kN极限荷载/kNεu,cfs**实验值进步程度*实验值进步程度*BMI-1 BMI-2 BMI-3 BMI-4 BMI-5 BMI-6 BMI-1 BMI-2 BMI-3未补强加固贴一层,整条贴一层,分条贴两层贴三层贴五层未补强加固贴一层,整条贴两层,整条26.532.033.034.039.048.024.034.038.0——20.8%24.5%28.3%47.2%81.1%——41.7%58.3%31.041.543.047.550.568.032.544.054.0——33.9%38.7%53.2%62.9%119.4%——35.8%66.7%——6000(36kN)6000(36kN)6300(36kN)75007400——82007200由表1可以看出,张贴碳纤维布后,实验梁的屈从荷载和极限荷载均有所添加,其间极限荷载的添加更为明显。
采纳补强加固办法后,梁受弯承载力的添加起伏是随碳纤维布张贴面积的添加而增大的,但这种增幅并非没有约束。
在实验中发现,张贴五层碳纤维布的梁BMI-6时,已开端呈现一些相似超筋梁的特征,如损坏较俄然、相对受压区高度挨近边界受压区高度等,因而在工程描绘与运用中,不能抽象地以为碳纤维布用得越多越好。
梁受弯承载力的添加也并非与碳纤维布运用面积的添加呈正比联系。
当碳纤维布张贴层数削减时,添加起伏大;跟着碳纤维布层数的添加,各层碳纤维并不能彻底地一起作业,局部碳纤维的强度没有彻底发扬出来。
碳纤维加固预应力钢筋混凝梁抗弯试验研究

2 )粘 贴面修 补 . 对粘贴 面 的凹人部 位和孑洞 , L 用环 氧砂 浆修补 , 保证 粘贴 面平整 .
3 )涂刷底胶. 首先按比例将底胶和硬化剂 ( 固化剂) 2 1 按 : 比例先、 后放人容器内, 用低速旋转的办 法搅拌均匀 , 然后用毛刷将底胶均匀涂刷于混凝土表面, 对于表面凸起部分, 用角磨机或砂纸打磨平整. 4 )粘贴碳纤维布. 首先按设计要求的尺寸及层数裁剪碳纤维布, 调配、 搅拌粘贴材料胶( 面胶 )并 ,
碳纤维约束混凝土由于具有承载力高 、 耐腐蚀 、 轻质、 施工方便以及不断下降的价格等优点 , 而被广 泛应用于桥梁、 各类民用建筑、 海洋及地下工程的加 固当中 引, 固预应力钢筋混凝土梁是发展前景 加
广 阔的一种 结构 形式 , 国内外学 者对碳 纤维 布加 固普 通钢筋 混凝 土 梁 的研 究较 为关 注. 了进一 步 寻求 为
文章编号 :00—97 (07 0 0 1 — 7 10 7 9 2 0 )4— 0 1 0
碳 纤 维加 固预 应 力 钢筋 混凝 梁 抗 弯试 验研 究
朱 毅 ,童谷生 ,朱 健
(. 东交通大 学 土木建筑 学院 , 西 南昌 30 1; . 1华 江 303 2 淄博职业学院 会计 系, 山东 淄博 251) 534
图 1 预 应 力 钢 筋 混 凝 土截 面 构 造( 位 :m 单 m )
2 2 加 固方案 .
试验 中采用 的碳纤 维 布为上 海 同砼公 司提供 的 同固牌碳 纤维 布 , 层碳 布设计厚 度 为 0 1 每 .2mm, 宽
度为 10m 其拉伸强度为 4 0 P , 5 m, 0M a拉伸模量为 23G a用于粘贴纤维的胶水 为配套专用胶水 , 3 1 P; 其 拉伸强度为 3 . P , 59M a拉伸模量为 17 P . .3G a具体的加固、 粘贴过程为 : 1 基面处理和清洗. ) 对混凝土粘贴面的劣化层、 腐蚀层用角磨机、 砂纸认真清除和打磨 , 并打磨粘 贴 u形纤维布的梁底部边缘 , 使其产生转角 , 且转角处的曲率半径 ≥ 0m . 2 m 然后用丙酮擦拭表面, 并充
碳纤维板加固钢筋混凝土梁抗弯性能试验

碳纤维板加固钢筋混凝土梁抗弯性能试验李琪(广西建设职业技术学院,南宁530003)【摘要】选择不同的碳纤维板板宽、数量、有无锚固措施及不同的锚固方式等作为试验参数,对9根采用碳纤维板加固的钢筋混凝土梁进行了抗弯性能研究。
试验结果表明:这些加固措施有效地提高了梁的抗弯极限承载力和刚度,较好地约束裂缝的发展,具有良好的加固效果。
有良好锚固措施时,其抗弯承载力显著提高。
【关键词】碳纤维板;钢筋混凝土梁;抗弯承载力;刚度【中图分类号】TU528.572【文献标识码】A【文章编号】1001-6864(2012)12-0079-04EXPERIMENTAL STUDY ON FLEXURAL BEHAVIOR OFRC BEAMS STRENGTHENED WITH CFRP SHEETSLI Qi(Guangxi Polytechnic of Construction,Nanning530003,China)Abstract:In this paper,the experiment selected carbon fiber-reinforced plates sheets’different width,amounts,anchoring or not and different anchoring methods as parameters.9RC beams strength-ened with carbon fiber-reinforced plate sheets were tested to investigate the flexural behavior.The exper-imental results showed that the flexural load-carrying capacity and stiffness were increased effectively and the propagation of cracks was reduced obviously by the rehabilitation.Flexural load-carrying capacity of RC beams with CFRP sheets end anchorage has been strengthened remarkably.Key words:carbon fiber-reinforced plate;RC beams;flexural load-carrying capacity;stiffnessFRP材料具有耐腐蚀、轻质、施工便捷等优点,在工程界中得到了广泛应用,在学术界中成为了研究的热点。
碳纤维布加固钢筋混凝土构件的性能研究

碳纤维布加固钢筋混凝土构件的性能研究
随着建筑结构用材的不断进化和发展,碳纤维布已成为一种用于加固钢筋混凝土构件
的常用材料。
本文旨在研究碳纤维布加固钢筋混凝土构件的性能。
首先,介绍碳纤维布的特性。
碳纤维布是由一系列高强度碳纤维丝成型的布料,其密
度比普通钢筋低,但其强度和刚度比钢高。
碳纤维布具有不易腐蚀、不易老化、易加工等
优点。
其次,碳纤维布加固钢筋混凝土构件的优点。
加固后的构件可以提高其强度、刚度,
防止开裂和破坏,延长其使用寿命。
同时,由于碳纤维布的质量轻,可以减轻构件的自重,降低建筑物的荷载,提高建筑物的抗震性。
接着,介绍碳纤维布加固钢筋混凝土构件的加固方法。
首先,需要将构件表面处理干净。
然后,将碳纤维布铺贴于构件表面,并用胶水和钉子固定。
最后,需要在碳纤维布的
表面进行涂层处理,以增加其防火、耐热性能。
最后,通过实验研究,验证了碳纤维布加固钢筋混凝土构件的优劣性能。
实验结果表明,碳纤维布加固后的钢筋混凝土构件具有较高的抗拉、抗剪强度,并且能够提高其延性
和变形能力。
同时,实验也表明,碳纤维布加固可以防止结构发生破坏,并提高其抗震性能。
综上所述,碳纤维布加固钢筋混凝土构件是一种有效的加固方式,可以提高其强度、
刚度和抗震性能,延长其使用寿命。
未来,应在实际工程中进一步推广应用。
碳纤维布增强钢筋混凝土梁抗弯疲劳性能试验研究

Vo. 5No 4 12 .
Au 2 0 晷 06
20 年 8 06 月
文章编号 :0 14 7 ( 0 60 —0 00 10 —3 3 2 0 ) 40 1—4
碳 纤维 布 增 强 钢 筋 混 凝 土 梁 抗 弯 疲 劳性 能试 验 研 究
吕宏奎 刘 炎海 王希超 , ,
关键词 : 纤维布 ; 碳 增强 ; 钢筋 混凝 土梁; 劳 疲 中图分类号 : 4 . 1 U4 8 2 文献 标识码 : A
0 引 言
由于 C R F P具有 轻 质高强 、 腐蚀 耐久性 良 耐 好, 适用面广 , 施工质量易保证 , 施工便捷等优点 , 近
年来 已被广 泛应用 在桥 梁 加 固工 程 中.
I I 面 各 — 截
测 点 布 置
图 3 测点布置图 ( 单位 :1 nm)
Fi. Tet o io fb a ( n tmm ) g3 s st n o ems u i: p i
2 试验成果分析
图 1 试验梁尺寸 图( 单位 :1 nm)
Fg 1 Sz fep rme tlb a ( ntn n i. ieo x e i na e msu i:u ) 脉 动 千 斤 顶 \ 、V — 』 r
I
^
各梁经过 20 0 万次循环荷载后 , 分级 加载时测
试 加载 点处钢筋 的应 变 , 纤 维布 的应 变 , 梁 的挠 碳 各
分 载 钢 梁
/
‘J
l
度, 由这些数值可以判断碳纤维布增强钢筋混凝土 梁的效果 , 具体分析结果如下.
一
—
I
一
40 0
~1 40 — 0
维普资讯
碳纤维布加固钢筋混凝土构件的性能研究
碳纤维布加固钢筋混凝土构件的性能研究
随着科技的不断发展,新材料的不断涌现,构件加固技术也在不断进步。
碳纤维布加固钢筋混凝土构件是近年来较为普遍的一种加固方法,该方法可以通过增加强度和刚度来提高原始钢筋混凝土构件的抗震性能和承载能力。
本文将对碳纤维布加固钢筋混凝土构件的性能研究进行探讨。
碳纤维布是一种由高强度碳纤维制成的复合材料,具有较高的强度、刚度和韧性等优良性质。
应用其对钢筋混凝土构件进行加固可以有效提高其抗震性能和承载能力。
在加固过程中,碳纤维布以柔性拉伸状态粘贴在钢筋混凝土构件表面,与混凝土及钢筋共同承担受力作用。
对于碳纤维布加固钢筋混凝土构件的性能研究,从材料层面、力学性能层面和加固效果层面进行分析。
材料层面:
碳纤维布是一种高强度、高模量的材料,与钢筋混凝土的性能相当,能够与混凝土、钢筋紧密结合。
同时,碳纤维布具有耐腐蚀、耐疲劳和耐久性等优点。
因此,碳纤维布作为加固材料能够提高钢筋混凝土构件的性能。
力学性能层面:
碳纤维布加固后的钢筋混凝土构件的力学性能主要表现在承载能力、抗震性能和变形能力等方面。
在加固后,碳纤维布增加了钢筋混凝土构件的强度和刚度,使其承载能力和抗震性能得到明显提高;同时,碳纤维布能够改善构件的变形能力,降低其在受力过程中的裂缝和变形。
加固效果层面:。
碳纤维布用于钢筋混凝土梁抗弯加固的试验研究
Pu2/ Pu1
2143 3133 1125 1100 1100 1132 1132 1124 1133 1148 1152 1160 1124 1128 1142 1133 1132 1120 1124 1164
破坏 特征
D S C# C C F F P F D D D F F F F F F# P F
一 、引言 在土木工程中 ,由于各种原因 ,经常需要
对已有建筑物进行维修 、加固 。加固方法很 多 ,碳纤维增强聚合物 ( Carbon Fiber Rein2 forced Polymer 简称 CFRP) 用于结构加固是 一项新技术[1 ,2 ] 。由于 CFRP 有很高的强度 重量比 ,极好的耐腐蚀性能及耐久性 ,施工便 捷等优点 ,在许多情况下比其它加固方法更 有优势 。但目前对用 CFRP 加固的结构的各 种性能的研究还很不深入 。本文对 CFRP 的 抗弯加固作了专题研究 ,并在 20 根梁的试验 基础上 ,对碳纤维布用于钢筋混凝土梁抗弯 加固后 的 破 坏 特 征 及 对 梁 的 受 弯 极 限 承 载 力 、刚度等的影响进行了研究与分析 。
梁 WLc10 外 ,其它梁底的碳纤维布宽均为 140mm ; WLa , WLb 梁底的碳纤维布长 2 300 mm ,除 WLc12 梁底的碳纤维布长
2 000mm 外 ,其它 WLc 梁底的碳纤维布长1 700mm 。 ④梁 WLc10 在碳纤维布被拉断后继续加载至混凝土受压区被压坏 ,此
时的极限荷载为 120kN ,最终基准梁的极限荷载取为 125kN 。 ⑤Pcr1 , Py1 , Pu1 , Pcr2 , Py2 , Pu2分别是试验时梁加固前后的开 裂荷载 、屈服荷载 、极限荷载 ,其中梁 WLc3~WLc12 及梁 WLc14~WLc17 的 Pu1值为根据其它基准梁得到的计算值 。 ⑥C
碳纤维布加固钢筋混凝土梁静载性能研究
碳纤维布加固钢筋混凝土梁静载性能研究1. 本文概述随着建筑行业的快速发展和对建筑结构安全性能要求的提高,钢筋混凝土结构的加固技术越来越受到重视。
在众多加固方法中,碳纤维布加固技术因其施工简便、效率高、耐腐蚀性强等优点,在工程实践中得到了广泛应用。
本文主要针对碳纤维布加固钢筋混凝土梁的静载性能进行研究,旨在深入探讨碳纤维布加固技术对钢筋混凝土梁结构性能的影响,为工程实践提供理论依据和技术支持。
本文首先对碳纤维布加固技术进行了概述,包括其材料特性、施工工艺及其在国内外的研究和应用现状。
随后,详细介绍了试验的设计与实施,包括试件制备、加载方案、测量方法等。
本文重点分析了碳纤维布加固钢筋混凝土梁的受力性能、裂缝发展、挠度变化等关键指标,并与未加固梁进行了对比。
本文还运用有限元方法对碳纤维布加固钢筋混凝土梁的受力过程进行了模拟分析,验证了试验结果的准确性,并进一步探讨了不同加固参数(如碳纤维布的层数、宽度等)对加固效果的影响。
本文总结了研究成果,提出了碳纤维布加固钢筋混凝土梁的设计建议,并对未来研究方向提出了展望。
本文的研究对于理解和改善碳纤维布加固钢筋混凝土梁的静载性能具有重要意义,对于提高建筑结构的安全性和耐久性,推动建筑行业的技术进步具有积极作用。
2. 理论基础与材料性质碳纤维布,作为一种高性能的复合材料,具有高强度、高模量、低密度和优良的耐腐蚀性能。
这些特性使得碳纤维布成为加固钢筋混凝土结构的理想材料。
在静载性能研究中,碳纤维布的力学性能,尤其是其抗拉强度和弹性模量,是至关重要的参数。
这些参数直接影响着加固后梁的承载能力和变形性能。
在研究碳纤维布加固钢筋混凝土梁的静载性能时,建立准确的力学模型是基础。
通常,这些模型基于经典力学原理,考虑了混凝土、钢筋和碳纤维布的相互作用。
这些模型能够预测梁在不同加载条件下的应力分布、变形和破坏模式。
增强抗弯承载力:碳纤维布通过包裹梁的受拉区,提高了梁的抗弯承载力。
碳纤维加固钢筋混凝土梁、板受弯性能的试验研究的开题报告
碳纤维加固钢筋混凝土梁、板受弯性能的试验研究的开题报告1. 研究背景和目的随着工程建设的不断发展,钢筋混凝土结构在建筑中得到了广泛应用。
但是,在长期使用过程中,由于各种原因,钢筋混凝土梁、板的承载能力会逐渐降低,存在安全隐患。
因此,寻找一种有效的加固方法来提高结构的抗震性、承载能力和耐久性显得极为重要。
近年来,碳纤维加固钢筋混凝土结构逐渐成为一种重要的加固方式,被广泛运用于建筑加固领域。
然而,对于碳纤维加固钢筋混凝土梁、板的受弯性能还缺乏充分的研究,本文旨在通过试验研究,探究碳纤维加固钢筋混凝土梁、板的受弯性能,为该领域的应用提供理论基础和实验依据。
2. 研究内容及方法本研究将选择两组具有代表性的钢筋混凝土梁、板样本进行试验,其中一组用碳纤维进行加固处理,一组不加固处理。
试验过程中将对其受弯性能进行检测,包括曲率、延性、变形能力和破坏形态等方面。
具体试验内容如下:2.1 样本制备选取两组尺寸相同的钢筋混凝土梁、板样本,其中一组样本进行碳纤维加固处理,一组不加固处理。
样本制备过程中,应确保梁、板的几何形状、配筋等参数均满足设计要求。
2.2 试验方法(1)加载方式:采用四点弯曲加载方式,加载速度为1mm/min,加载到承载力极限或出现明显裂缝时停止。
(2)试验参数:记录载荷-位移曲线、加载下限、破坏形态、各破坏阶段的受力状态、裂缝变化情况等试验参数。
3. 预期成果通过本研究,可以对碳纤维加固钢筋混凝土梁、板的受弯性能进行全面、深入的分析和研究,得到以下预期成果:(1)掌握梁、板在不同加固方式下的变形性能和破坏形态,并且比较两组试样之间的优劣。
(2)分析钢筋混凝土结构加固的效果和应用前景,为钢筋混凝土结构的后期维修和加固提供新的思路和技术支持。
(3)为碳纤维加固钢筋混凝土结构应用提供实验依据和理论基础,推动其在实践中的广泛运用。
4. 研究意义本研究对于推动钢筋混凝土结构的安全可靠运用、提高工程结构的抗震性和耐久性具有重要的意义,主要体现在以下几个方面:(1)对于钢筋混凝土结构的加固和维修提供新的思路和技术支持,促进了建筑加固行业的发展。
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Pcr1
( kN)
30
30 —
40
45 — — — — — — — —
45 — — — — — —
Py1
( kN) — — —
110
115 — — — — — — — — — — — — — — —
Pu1 ( kN)
30 30 132 125 128 125 125 125 125 125 125 125 125 125 125 120 125 125 125 125
Pu2/ Pu1
2143 3133 1125 1100 1100 1132 1132 1124 1133 1148 1152 1160 1124 1128 1142 1133 1132 1120 1124 1164
破坏 特征
D S C# C C F F P F D D D F F F F F F# P F
374 561 10 —
WLa ,WLb , 碳纤维布 15 01111
图 1 各梁的截面尺寸 、 配筋 、加载位置示意图
图 2 两种锚固 方式示意图
3
© 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved.
配筋 、加载位置详见图 1 ,梁的加固方式及破 坏特征详见图 2 及表 2 。
31 试验测量内容 试验采用手动千斤顶进行加载 , 开裂前
各种材料的性能指标
表1
梁号
材料
弹性模量 立方体抗压 钢筋屈服 抗拉强度 极限应变 厚度 (GPa) 强度 (MPa) 强度 (MPa) (MPa) ( %) (mm)
一 、引言 在土木工程中 ,由于各种原因 ,经常需要
对已有建筑物进行维修 、加固 。加固方法很 多 ,碳纤维增强聚合物 ( Carbon Fiber Rein2 forced Polymer 简称 CFRP) 用于结构加固是 一项新技术[1 ,2 ] 。由于 CFRP 有很高的强度 重量比 ,极好的耐腐蚀性能及耐久性 ,施工便 捷等优点 ,在许多情况下比其它加固方法更 有优势 。但目前对用 CFRP 加固的结构的各 种性能的研究还很不深入 。本文对 CFRP 的 抗弯加固作了专题研究 ,并在 20 根梁的试验 基础上 ,对碳纤维布用于钢筋混凝土梁抗弯 加固后 的 破 坏 特 征 及 对 梁 的 受 弯 极 限 承 载 力 、刚度等的影响进行了研究与分析 。
© 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved.
少) ,这一般是由于胶的性能不理想或施工质 量不过关而导致破坏发生在混凝土2胶界面 上 。后两种破坏有明显的脆性 。
注 : ①梁 WLa ,WLb ,WLc 的配筋率分别为 0111 % ,110 % ,0176 % ,梁 WLa , WLb 的配箍率为 0125 % ,梁 WLc 的配箍率
为 0147 %。 ②J 1 为日本粘贴碳纤维布配套用胶 (3 种) ,J 2 为日本粘贴碳纤维布用的 FR2E3 P 胶 ,J 3 为国产的 FN21 胶 。 ③除
WLa ,WLb 混凝土 3015 3018
— 2104 013 —
WLc 混凝土 39 3216
— 2113 013 —
WLa 钢筋 S1 ( Ⅰ级) 200
—
393 461 10 —
WLb 钢筋 S2 ( Ⅱ级) 200
— 37217 55411 10 —
WLc 钢筋 S3 ( Ⅲ级) 200
—
三 、试验结果与分析 (一) 承载力及破坏特征 11 承载力分析 各梁的破坏特征和承载力提高情况见表 2 。由试验知 ,由于碳纤维布很薄 ,在加载初 期碳纤维布发挥的作用很小 ,所以加固后梁 的开裂荷载变化较小 。贴一层碳纤维布加固 后梁的屈服荷载提高很小 ,贴三层碳纤维布 加固后梁的屈服荷载约有 20 %的提高 。用
第 30 卷 第 7 期
建 筑 结 构
2000 年 7 月
碳纤维布用于钢筋混凝土梁抗弯加固的试验研究
吴 刚 安 琳 吕志涛
(东南大学土木工程学院 南京 210096)
[提要 ] 在 20 根梁的试验基础上 ,对用碳纤维布加固钢筋混凝土梁后的受弯破坏特征及对梁的 极限承载力 、刚度等的影响进行了研究与分析 ,提出了相应的设计方法与建议 ,供工程应用参考 。 [ 关键词 ] 受弯 梁 刚度 碳纤维布 破坏特征 极限承载力
加固方式
先破坏 ,后贴一层碳纤维布 先破坏 ,后贴两层碳纤维布 先破坏 ,受压区修补后再贴一层
未加固 未加固 粘贴一层碳纤维布 粘贴一层碳纤维布 粘贴一层碳纤维布 粘贴一层碳纤维布 粘贴三层碳纤维布 粘贴三层碳纤维布 粘贴三层碳纤维布 一层 ,纯弯区 100mm ,受剪区 140mm 先开裂 ,再贴一层碳纤维布 粘贴一层碳纤维布 ,支座自锚 粘贴一层碳纤维布 ,布锚 粘贴一层碳纤维布 ,螺栓锚 粘贴一层碳纤维布 ,螺栓锚 粘贴一层碳纤维布 粘贴三层碳纤维布 ,布锚
梁 WLc10 外 ,其它梁底的碳纤维布宽均为 140mm ; WLa , WLb 梁底的碳纤维布长 2 300 mm ,除 WLc12 梁底的碳纤维布长
2 000mm 外 ,其它 WLc 梁底的碳纤维布长1 700mm 。 ④梁 WLc10 在碳纤维布被拉断后继续加载至混凝土受压区被压坏 ,此
时的极限荷载为 120kN ,最终基准梁的极限荷载取为 125kN 。 ⑤Pcr1 , Py1 , Pu1 , Pcr2 , Py2 , Pu2分别是试验时梁加固前后的开 裂荷载 、屈服荷载 、极限荷载 ,其中梁 WLc3~WLc12 及梁 WLc14~WLc17 的 Pu1值为根据其它基准梁得到的计算值 。 ⑥C
Based on t he tests of twenty beams ,t he influence of failure type ,t he ultimate strengt h and t he stiffness of reinforced concrete beams strengt hened wit h externally bonded carbon fiber reinforced sheet were re2 searched and analysed ,which can give reference to application. Keywords :bending ; beam ; stiffness ; carbon fiber reinforced sheet ; failure type ; ultimate strengt h
4
碳纤维布加固后梁的极限承载力均有较大幅 度的提高 ,其中粘贴一层碳纤维布加固后梁 的极限承载力约提高 24 %~33 % ,粘贴三层 碳纤 维 布 加 固 后 梁 的 极 限 承 载 力 约 提 高 48 %~64 %。从图 3 荷载2应变关系曲线知 , 碳纤维布在加载后期特别是钢筋屈服后发挥 了较大作用 ,其高强特性得到充分发挥 。
二 、试验介绍 11 材料 试件的混凝土设计强度为 C30 ,主筋为 Ⅰ级或 Ⅱ级钢 ,箍筋及架立筋为 Ⅰ级钢 ,实测 力学性能见表 1 。碳纤维材料采用日本产的 FTS2C1220 型碳纤维布 ,胶为日本产的 FR2NS (增强碳纤维布与混凝土的粘结力) , FR2Z (修 补 、找平混凝土表面) , FR2E3P (粘贴碳纤维 布) ,以及某种国产的 FN21 胶 。 21 试验梁的设计 试验梁均为矩形截面梁 ,共有三种类型 , 分别记为 WLa ,WL b ,WLc 。梁的截面尺寸 、
31 各种参数对加固效果的影响 影响 CFRP 加固效果的参数很多 ,可以 分为两类[4 ] 。第一类是加固梁本身的性能 及原始情况 :包括荷载情况 、支撑情况 、梁的 高跨比 、剪跨比 、混凝土强度 、配筋率 、配箍率 等 ;第二类是加固材料 (包括碳纤维和胶) 的 性能 :包括 CFRP 的厚度 (层数) 、弹性模量 、 锚固长度与剪跨之比 ( L / a ,图 2) ,胶的弹性 模量 、剪切强度 、厚度 、极限延伸率等 。 在以上影响因素中 ,对极限承载力及破 坏特征影响较大的是配筋率 、CFRP 的厚度 (层数) 、L / a 的值 、胶的剪切强度等 。 试验表明 ,CFRP 对配筋率较少的梁加 固效果明显 ,特别对少筋梁 ,如梁 WLa ,贴一 层碳 纤 维 布 加 固 后 梁 的 极 限 承 载 力 提 高 143 % ,贴三层碳纤维布加固后梁的极限承载 力提高 233 %以上 。 若加固用的 CFRP 较薄 ,在锚固区产生 的剪应力和正应力就较小 ,一般发生 CFRP 被拉断的破坏 。但随着 CFRP 厚度的增加 , 在锚固 区 产 生 的 剪 应 力 和 正 应 力 也 随 之 增 大 ,就有可能发生粘结破坏 ,如在试验中 ,粘 贴三层碳纤维布加固的梁 ,均发生粘结破坏 。 同样 , L / a 的值对梁的极限承载力和破坏特 征也有很大的影响 。 在试验中 ,用日本的三种胶粘贴一层碳 纤维布 ,均发生碳纤维布被拉断的破坏 ;若仅 用 FR2E3P 胶 (如 WLc16) ,则发生混凝土2胶 界面的剥离破坏 ; 若用国产 FN21 胶粘贴一 层碳纤维布也发生混凝土2胶界面的剥离破 坏 。说明胶的性能很重要 。 试验中 ,除胶的性能和粘贴 CFRP 的层 数对破坏类型有影响外 ,另外一个重要的影 响因素是试验梁的抗剪能力 。本试验所用梁 的抗剪能力不是很高 ,试验时在受剪区较早 出现弯剪裂缝 ,且宽度较大 ,导致锚固区的剪
Pcr2 ( kN)
— — — — —
45 40 40 40 45 40 45 40 —
45 40 40 40 40 45
Py2 ( kN)
— — — — —
110 115 110 120 130 130 135 110 110 115 115 120 110 115 135