FRP片材加固混凝土梁的计算方法
中 图 分 类 号 ：Ｔ １ Ｕ３ ７
文 献 标 识 码 ：Ａ
文 章 编 号 ： １７ ７ ０ （０ ８０ ０ ０ — ３ ６ ２— ３ ４ ２ ０ ） ２— ０ ７ ０
近几 年 内 ， 国内一些 科 研人 员 在研 究纤 维 布 加 固混凝 土结 构 效果 的 同时 ，也 提 出 了一 些用 于 纤 维 布加 固混 凝 土结 构 的设 计计 算 建议 ，为推 广 纤 维 布 在 工 程 加 固 中 的 应 用 发 挥 了很 大 的作 用
得 到充 分发 挥 ，且 破 坏 时几乎 不 出现 破 坏征 兆 ，
布 有足 够 的锚 固措施 ，一 般是 全 长锚 固或 另 加可 靠 的锚 固措 施 ．
２ 计 算 假 定
纤 维 布受 弯 加 固的试 验 研究 表 明 ，截 面应变 分 布 的平截 面假定 仍 然使 用 ，且 在 二次受 力 的情 况 下 ，平截 面假定 对第 二 阶段 的截 面应变 增 量分
收 稿 日期 ：２ ０ ４２ ０ ８０ ．０
布也适用 ，加固结构的承载力与材料的应力应变 关系 、 原结构的极限变形值 ，以及新 旧 ２ 部分 的 应力或应变差值直接相关 ．因此 ，要满足现行 国 家标 准 《 凝土 结 构设 计规 范 》（ ５ ００）｜中 混 ＧＢ ０ １ ４
带 有 明显 的脆性 性 质 ，在 设计 中应 当严格 控 制纤 维 布 的最 大 加 固量来 避 免此 种 破 坏 的发生 ．第 二
种情 况 ： 拉 钢筋 屈 服后 ， 受 受压 区混凝 土 被压 碎 ，
而此 时纤 维布 尚未 被 拉断 ． １ 纤维布 拉 断破 坏 ． ２ 加 固梁在 外加 荷 载作 用 下 ，受 拉钢 筋 首先 屈 服 ，随着 荷载 的进 一 步增 大 ，粘 贴 在梁 底 的纤 维 布 被拉 断 ，紧 接着 受压 区混凝 土 被压 碎 从 而梁 发
的正截 面 承载 力 的基 本假 定要 求 ．
作 者 简介 ：文 明才 （９ ３） １６．，男 ，湖 南益 阳人 ，副教 授 ，主 要从 事结 构工 程 研究
在 达到 正 截面 承载 力 之前 ，混 凝 土与胶 界 面 之 间产 生剥 离破 坏 ．发 生该 种 破坏 形态 的原 因主 要是 ：作 用 于混 凝 土表 面 的剪应 力 和 正应力 的组 合 作 用 引起水 平 裂缝 的 产生 和扩 展 ，导 致混 凝 土 被 拉 下 ，有 时甚 至 混 凝 土 梁 的 整 个 保 护 层 被 拉 下 ．剥 离破 坏 主要 是 由于混凝 土 保护 层 太薄 或锚
１ 剥 离破坏 ． ４
构加 固的实 践 总结 ，对 指 导纤 维 布加 固结 构 的设 计 、 工 以及 验 收 等各个 方 面都 有 重要 的 意义 ． 施 本 文通 过大 量 的试 验数 据 ，来 验证 纤 维 布加 固 钢筋
混凝 土梁 的 正截 面承 载 能力 计算 公 式 的适 用性 、 可 靠 性 和正确 性 ．
固措施 不 够而 引起 的 ．在 施工 中应该 保证 钢 筋 的 混 凝土 保 护层 厚度 ，在加 固设 计 中应 该保 证 纤维
１ Ｈ 片材 加 固混凝 土梁 的破坏 形态
粘 贴纤 维 布加 固混 凝 土梁 的 正截 面破 坏 形 态 主 要有 下 面几种 ．
１１ 受压 区混 凝 土压碎 破 坏 ．
此种 破 坏形 态包 括 ２种情 况 ，第 一种 情 况 ：
在受 拉 钢筋 达 到屈 服前 受压 区混凝 土 被压 碎 ．类
似 于普通 钢筋 混凝 土 梁 的超 筋破 坏 情 况 ，发生 这 种 破 坏 是 由 于纤 维 布 加 固量 过 大 且 可 靠 锚 固缘 故 ．这 种破 坏 钢筋 尚未屈 服 ，纤 维 布 的强 度远 未
［－１ １２
．
生完 全破 坏 ．将 这 种破 坏形 态称 之 为纤 维 布拉 断 破 坏 ．另外 一种 情 况是 受拉 钢筋 先 屈 服 ，然 后 纤 维 布 达 到其极 限拉应 变 而拉 断 ，但 受压 区混 凝土
尚未压 坏 ．
１ 粘 结破 坏 ． ３
《 纤 维 片 材 加 固混 凝 土 结 构 技 术规 程 》【 碳 ３ Ｊ
维普资讯
第 １卷 第２ ７ 期
２ ０ 年６ ０８ 月
湖 南 城 市 学 院 学 报
（自然科 学版 ）
、ｏ＿ｌ Ｏ２ ，ｌ ７ Ｎ － ＪＵｎ． ２００８
Ｊ ｕ ｎ ｌ ｆ Ｈｕ ａ Ｃ ｔ Ｕｎ ｖ ｒ ｉｙ （ ｔ ｒ ｌ ｃ ｅ ｃ ｏ ｒａ ｏ ｎ ｎ ｉｙ ｉｅ ｓｔ Ｎａ ｕ ａ Ｓ ｉ ｎ ｅ）
ＦＰ Ｒ 片材 加 固混凝土梁 的计 算方法
文 明 才 ，余 志 武
（ ．中南大学 土木建筑学 院，长沙 １ 摘 ４ ０ ７ ；２ １０ ５ ．湖南 城市学院 ，湖南 益阳 ４ ３０ １０ ０）
要 ：对Ｆ Ｐ Ｒ 片材加 固混凝土 梁的破 坏形 态、计算 方法进行 了探 讨 ，并对８Biblioteka Ｒ 加 固混凝 土梁的极限 根Ｆ Ｐ
是 对 近年来 研 究成 果 以及 采用 碳纤 维片材 进 行 结
在 达 到正 截 面承 载力 之前 ，纤 维布 与胶 界面 之 间产 生粘 结 破 坏 ．发生 该 破坏 形态 时 ，撕 下 的 纤 维 布上粘 有 很少 的混凝 土 颗粒 ．粘 结破 坏 主要 是 因胶 的性 能 达不 到要 求或 施工 质 量差 而 引起 ．
承载 能力进行 了对 比分析 ，理论计 算结果与 实测值 吻合较好 ．研 究表 明 ：粘结Ｆ Ｐ Ｒ 布加 固混凝 土粱承载力和
加 固时的初 始应 力水平有 关，相 同爷件 下 ，Ｃ Ｒ 片材加 固混凝土梁承载 力最大 ；ＧＦ Ｐ ＦＰ Ｒ 片材 加固混凝 土梁承
载 力最 小 ； 混 杂 纤 维 加 固钢 筋 混 凝 土 梁 的 承 载 力 介 于二 者 之 间，
第八讲 预应力纤维复合材(FRP)加固法
1. 正常使用条件下碳纤维材料的利用率极低，一 般不超过材料设计强度的10%。
2. 不能有效改善加固结构的使用性能，如减小裂 缝宽度、提高结构刚度、降低结构挠度等。
3. 正截面加固时片材端部容易产生界面高剪应力， 导致端部剥离；裂缝两侧界面容易产生高剪应 力导致剥离；简支构件斜裂缝的发展容易诱发 片材剥离；
施加预应力的方法：波形锚法
波形锚法的优点 装置简单，易于张拉，可多层叠放一次 压紧。
缺点 预应力值不易控制；对较大跨度，需要 较多的中间波形板，或许使造价提高； 收紧时纤维存在破损的风险。
注：有工程应用实例
纤维板施加预应力
CFRP预成型板简称CFRP板是将 CFRP丝和树脂胶体拉挤成型的板材， 在CFRP布相同宽度的前提下其有效 横截面积是布材的7~11倍，这样只要 张拉一条CFRP板就相当于张拉7~11 层的CFRP布材，可以看出CFRP板材 在预应力应用中具有与生俱来的优势， 这是布材所不能比拟的。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
纤维布施加预应力的方法：反拱法
反拱法产生的预应力度很低，能有效说明对 FRP材料施加预应力带来的明显优势，但该方 法在实际工程中难以采用。
纤维布施加预应力的方法：反拱法
• 国内外较早采用反拱法对GFRP材料建立预应 力。Saadatmanesh和Ehsani[5]（美国Arizona 大学，1991）在实验室内用千斤顶在跨中将混 凝土梁顶起产生反拱，保持荷载使梁维持弯曲 状态，然后在梁底凹面粘贴GFRP板，待胶层 固化获得强度后卸除千斤顶，混凝土梁回弹使 GFRP板受拉，从而建立起预应力。该试验混 凝土梁尺寸为4570mm×200mm×460mm， 四点弯曲试验的开裂荷载提高了100%，承载 力提高400%。
FRP加固钢筋混凝土单向板数值模拟
FRP加固钢筋混凝土单向板数值模拟前言在板底粘贴纤维布片材以提高钢筋混凝土单向板的承载力是常用的一种加固方法，本文在试验的基础上用有限元分析方法对FRP加固钢筋混凝土单向板进行数值模拟，并与试验结果进行比较。
1、试验情况简介本试验共浇注四块钢筋混凝土矩形截面板，试件的混凝土强度等级和配筋情况全部相同。
试件的截面尺寸均为b×h=500mm×100mm，跨度l =2000mm，计算跨度l0 =1800mm，混凝土设计强度均为C30，板底面配受力筋4Φ8（HPB235级），分布筋Φ8@250，保护层厚度15mm。
试件基本情况如表1-1所示。
表1-1 试件明细表序号板的编号加固形式FRP尺寸1 CFRP-1 碳纤维布单层100×16002 CFRP-2 碳纤维布双层100×16003 CFRP-3 碳纤维布单层200×16004 B0 不加固无2、有限元分析2.1基本假定与有限元模型的选取在对纤维布加固钢筋混凝土单向板的有限元模拟计算中，基于以下假定：钢筋与混凝土不发生滑移，同时不考虑纤维布与混凝土截面的粘结滑移问题。
本文选择分离式模型来作为有限元计算的模型。
2.2单元类型的选取混凝土采用SOLID65单元，钢筋采用LINK8单元，纤维布采用SHELL41单元，刚性垫块采用SOLID45单元。
2.3材料本构关系的选取2.3.1混凝土的本构模型采用Mises屈服准则下的多线性等向强化模型（MISO），混凝土材料的各项参数均采用试验实测值，其他参数采用数值如下：混凝土重度γ=25×103N/mm3，张开裂缝的剪力传递系数：βt=0.5，闭合裂缝的剪力传递系数βc=0.95，泊松比νc=0.2，拉应力释放系数采用缺省值。
混凝土单轴应力应变关系上升段采用GB50010-2002中规定的简化公式，下降段采用Hongnestad的处理方法[1][2]，即：当εc≤ε0时：σc=fc[1–（1–εc/ε0）n]当ε0<εc≤εcu时：σc=fc[1–0.15（εc–ε0）/（εcu–ε0）]按照规范计算和规定取n=2、ε0=0.002、εcu=0.0033。
CFRP板侧面嵌贴加固钢筋混凝土梁正截面受弯承载力计算方法
桂 林 理 工 大 学 学 报
Ｊ ｏ ｕ ｒ ｎ ａ ｌ ｏ ｆ Ｇ ｕ ｉ ｌ ｉ ｎＵ ｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ ｏ ｆ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ
Ｖ ｏ ｌ ３ ８Ｎ ｏ １ Ｆ ｅ ｂ ㊀２ ０ １ ８
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１ ４ ㊀加固梁开裂荷载计算 Ｃ Ｆ Ｒ Ｐ板加固梁在开裂前处于弹性阶段， 根据 Ｆ Ｒ Ｐ板、受拉钢筋以及相 平截面假定，加固梁的 Ｃ 同截面高度处的混凝土应变相等， 因此可以通过 弹性模量比值的折算， 转换成单一材料组成的换 算截面
６ ７ ４－ ９ ０ ５ ７ （ ２ ０ １ ８ ） ０ １－ ０ ０ ９ ０－ ０ ４ ㊀㊀㊀㊀㊀ 文章编号：１ ｄ ｏ ｉ ： １ ０ ３ ９ ６ ９ ／ ｊ ． ｉ ｓ ｓ ｎ １ ６ ７ ４ － ９ ０ ５ ７ ２ ０ １ ８ ０ １ ０ １ ２
Ｃ Ｆ Ｒ Ｐ板侧面嵌贴加固钢筋混凝土梁 正截面受弯承载力计算方法
㊀㊀ 由截面应变几何关系得 ㊀㊀㊀㊀㊀ ｘ ε ｃ ｕ ０ ＝ ； ｈ ε ｃ ｆ ｃ ｆ －ｘ ０
ｘ １ ０ ）并整理得 把ｘ 代入式（ ０ ＝ ０ ８ ０ ８ ｈ ε ｃ ｕ ｃ ｆ ㊀㊀㊀㊀㊀ｘ＝ 。 ε ｃ ｕ ＋ε ｃ ｆ
０ ０ｍ ｍ ，剪弯段长度为 ９ ０ ０ｍ ｍ ， 架立筋均为 ２ （ １ １ ） ６ ６ ，底部受拉钢筋为 ２ ８ ， 配筋率为 ０ ３ ２ ％。 为 ９ ） 、（ １ １ ）求得 ｘ ， 由式（ 再由力矩平衡关系得 ＠ 了防止剪弯段发生剪切破坏， 剪弯段箍筋 ６ ｘ ㊀Ｍｕ ＝α ｆ ｂ ｘｈ ＋ｆ Ａ （ ｈ ） ； （ １ ２ ） １ ０ ０ ，纯弯段箍筋为 ６ ＠２ ０ ０ 。混凝土设计强度等 １ ｃ ｙ ｓ ０ －ｈ ｃ ｆ ｃ ｆ－ ２ ３ ０ ，保护层厚度为 ３ ０ｍ ｍ 。 试验以 Ｃ Ｆ Ｒ Ｐ板 级为 Ｃ Ｐ ｕ ９得极限荷载 由 Ｍｕ ＝ ˑ０ Ｆ Ｒ Ｐ板距混凝土下表面距离 ３ 嵌贴长度、宽度和 Ｃ ２ Ｆ Ｒ Ｐ板的厚度均为 ㊀㊀㊀㊀㊀Ｐ ＝Ｍ ／ ０ ４ ５ 。 （ １ ３ ） 个量作为试验参数。加固所用 Ｃ
FRP加固混凝土梁柱试验方案-2012.11.11
安徽省地方标准CFRP加固混凝土结构技术规程FRP加固钢筋混凝土梁柱试验方案FRP加固钢筋混凝土梁柱试验方案1 概述本试验是关于FRP加固钢筋混凝土梁柱力学性能的试验研究，试验分为二组，第一组为FRP加固钢筋混凝土梁的力学性能试验，试验主要考虑纤维材料类型（CFRP布、CFRP筋）、预载大小、配筋率、剪跨比等因素对FRP加固钢筋混凝土梁力学性能的影响；第二组为FRP加固钢筋混凝土柱试验，试验主要考虑纤维材料类型（CFRP布、CFRP 筋）、预载大小、配筋率以及偏心距等因素对FRP加固钢筋混凝土柱力学性能的影响。
2 试验目的1.FRP加固钢筋混凝土梁柱破坏形态和破坏机理。
2.预载大小对FRP加固钢筋混凝土梁柱承载力和破坏形态的影响。
3.各因素对FRP加固钢筋混凝土梁柱力学性能的影响变化规律。
4.FRP加固钢筋混凝土梁柱荷载－位移关系曲线的计算方法。
5. FRP加固钢筋混凝土梁、柱承载力、变形、裂缝、刚度等的设计计算方法。
6.FRP加固钢筋混凝土梁柱的施工构造措施。
3 FRP加固钢筋混凝土梁试验方案本次试验共34梁，试验梁的尺寸为2400⨯mm，净跨为2000mm，钢筋主250150⨯筋配置为HRB335级钢筋（梁受压区为2Φ10），箍筋采用HPB235筋，混凝土采用C30，混凝土保护层厚度为25mm。
3.1 FRP加固加固钢筋混凝土梁受弯试件设计FRP加固钢筋混凝土梁力学性能研究共进行3组，第一组试验中主要分析纤维材料的种类（CFRP布加固、CFRP筋加固以及混合加固）对FRP加固钢筋混凝土梁加固效果的影响；第二组试验研究预载大小对FRP加固钢筋混凝土梁承载性能的影响，第三组试验主要研究配筋率和加固量对FRP加固钢筋混凝土梁力学性能的影响。
各试件具体参数如表1所示，试件的配筋图和加固图如图1所示。
表1 FRP 加固钢筋混凝土梁受弯性能试验参数F12配筋及应变片布置F16配筋及应变片布置CFRP筋布置CFRP筋加固梁应变片布置CFRP筋布置1根CFRP筋加固应变片布置2根CFRP筋加固应变片布置CFRP片材应变片布置图1 CFRP布或筋加固钢筋混凝土梁抗弯性能试件配筋及测量仪器布置油压千斤顶荷载传感器分配梁12345图2加固试件加载示意图3.2 FRP加固加固钢筋混凝土梁受剪试件设计FRP加固钢筋混凝土梁受剪性能研究共进行3组，第一组试验中主要分析预载大小对FRP加固钢筋混凝土梁受剪性能的影响；第二组试验研究剪跨比对FRP加固钢筋混凝土梁承载性能的影响，第三组试验主要研究加固量对FRP加固钢筋混凝土梁力学性能的影响。
FRP复合加固旧梁抗弯承载力计算分析
・
３ ４・
第３ ８卷 第 １ ６期
２ ２年６月 １ ０
山 西 建 筑
３ ０ＭＰ ， ８４ ｍ 。旧梁是在 加载至 开裂后 进行 复合 加 固 ０ ａＡ ＝ ０ ｍ ）
１ ＣＲ Ｆ Ｐ复合 加 固工艺及 相关 试验
其 旧梁现 场实测 混凝 土强度 平均值 为 工艺流程为 裂缝 灌 胶 ， 除梁 底保 护 层混 凝 土厚 ２ ｍ 一 修复 ， 中碳纤维粘 贴两层 ， 剔 ０ｍ ３ＭＰ ， Ｐ ； ０ 采用碳纤 维 ３ ｍ， ０ｍ 每隔 １０ｍ ５ ｍ凿 出长 １０ｍｌ 深 １０ｍ 的凹槽 ， ０ ｉ， ５ ｍ ｌ 坑内植入 １ ａ标 准设计值取 ９Ｍ ａ 钢筋面积按 ７ ％折 减 ； 具体参 数如表 ２所示 。 间距 １０ｍ ０ ｍ的双排交错锚 固钢筋 ， Ｃ ０细石混凝 土浇灌 至原 用 ３ 状， 再粘贴 Ｃ Ｒ Ｆ Ｐ布 。其 中修复混凝土采用 Ｃ ０细石混凝土 ， ３ 石子 粒径 ４ｍ ８ｍ ｍ～ ｍ。锚固钢筋采用 Ｌ形 ， ２的 Ｈ Ｂ ３ Ｉ ， １ Ｐ ２５螺纹钢筋 ，
≤ （ 号 ＋ （ 。 一 。 一 ） （ ） ａ ）厶Ａ （ ｈ １ 一 一） ＾ｏ
、 ｂ＝ ｊｘｌ
图 ２ 试验加载现场
＝
ｒ
ｆ 一 Ａ Ａ ｛ ｍ １
（） ２
（ ． ８ｈ ｘ ８ 一 ０ ８ ／ ）一
（） ３
（） ４
试验表格 中 是对 旧梁剩余 承载力 进行测试 ， 和 是先 。
４ 三 维设计 【 Ｄ Ｐ ＭＳ 在 结构 设计 中的应用 ）
构》 Ｃ Ｐ — Ｗ－０ ０１８ 、 郑 州分公 司 “ （ Ｎ ＥＭＳ ５ ３ －０ ） 《 翻版 ＋改进 ” 电施 核
在施工图设计前期 已经按 照参 考 电站 的情 况建 立 了三维设 工图 设 计 过 程 控 制 工 作 表 及 表 格 》（ Ｎ ＥＭＳ ５ ３ －１ 、 Ｃ Ｐ — Ｗ－ ０１０） ０ 计 模型 ， 模型包括 土建 、 设备 、 管道 、 电缆 等各 专业 的 内容 。三 维 ＜ ｘ ｘ核 电厂 １ ２号机组 核 岛翻版加 改进施工 图统一规 定— — ＜ ｘ ｘ 、
混凝土加固(FRP)
FRP技术自 1997 年引入我国后得到了迅速发展， 目前我国每年的混凝土结构加固工程中，FRP 的用量已超过 60 万平方米。国内外学者有关 FRP加固混凝土结构的研究已先后涉及： （1）FRP 与混凝土的界面力学性能； （2）梁的抗弯、抗剪和抗扭加固； （3）板的抗弯加固； （4）柱的轴向承载力加固和抗震加固； （5）节点的抗震加固等方面。
地震中，框架柱的主要震害特征有柱端弯剪破坏、柱身破坏、角柱破坏、短 柱破坏、施工缝破坏等。某些梁端出现细小裂缝，填充墙破坏，楼板开裂等 较为常见。
+ 钢筋混凝土结构在长期的自然环境和使用环境的共同作
用下,加之在设计、施工、监理等过程中存在的不确定因 素,使结构功能在使用过程中必然逐渐减弱。一般来说， 需要加固改造的建筑结构主要分为三类： + （1）随着时间的推移，大批旧有建筑物的服役年限已 接近或超过其设计基准期，虽然从理论上讲应该拆除重 建，但通过适当的加固改造仍然可以在未来较长时间内 继续使用； + （2）虽然建筑物的服役年限不长，但由于设计或施工 不当、材料质量不符要求、使用功能改变，遭受自然灾 害及耐久性等原因，需要进行加固改造； + （3）由于旧有建筑物的设计标准偏低，抵抗自然灾害 与人为灾害的能力较差，为提高其安全性应考虑必要的 加固改造。
与前面传统的加固方法相比， FRP加固混凝土技术主要有以 下几方面的特点： （1）FRP 具有极好的抗酸碱腐蚀能力。采用 FRP 加固混凝 土构件后，后期维护所需成本很低； （2）低密度（约为钢的 1/4）、高抗拉性能（普通级片材在 1000～3000MPa 之间）。采用 CFRP 加固桥梁等混凝土构 件，几乎不增加结构的重量； （3）刚度较大（普通级的单向碳纤维片材的杨氏弹性模量 约为230GPa）； （4）较好的疲劳性能和抗蠕变/松弛性能（碳纤维要大大优 于钢材）； （5）虽然 FRP 是一种脆性材料，但具有较高的变形能力 （几乎为线弹性直到破坏，碳纤维片材的应变可达到 1～ 2%，玻璃纤维和芳纶纤维片材的应变可达到 2.5～3.5%）。 （6）目前碳纤维的材料成本是钢材的数倍，然而考虑到养 护、运输、占用空间和场所、人力等因素，相对使用钢材 而言，纤维片材在经济上通常具有优势。
钢筋混凝土梁钢板-frp复合加固方法
For the reinforced concrete beams strengthened with 8 layers of CFRP strips, the experimental results show the failure of the beam strengthened with the HB-FRP method was characterized by FRP rupture. Although SPHB-FRP technology has not achieve the goal of preventing CFRP debonding, compared to HB-FRP technology, the ultimate bearing capacity and the ductility of the strengthened beams can be positively enhanced. What’s more, the ultimate bending moment of SPHB-FRP strengthened beams can be computed with simplified methods and the calculated results are well consistent with the experimental results.Key Words: CFRP; Reinforced Concrete Beams; Bonding; Steel Plate; Strengthening;Hybrid Technique钢筋混凝土梁钢板-FRP复合加固方法目录摘要 (I)Abstract (II)1 绪论 (1)1.1 研究背景 (1)1.2 传统加固法与外贴FRP加固法 (1)1.2.1 传统加固法 (1)1.2.2 外贴FRP加固法及剥离破坏 (2)1.3 影响FRP剥离破坏因素的国内外研究现状 (4)1.4 阻止剥离破坏技术国内外研究现状 (5)1.4.1 机械锚固法 (5)1.4.2 纤维锚固法 (10)1.4.3 U型箍锚固法 (13)1.4.4 复合锚固法 (15)1.5 本文的研究内容 (20)2 钢板-FRP复合加固钢筋混凝土梁试验研究 (22)2.1 前言 (22)2.2 钢板-FRP复合加固原理 (22)2.3 试验方案 (23)2.3.1 试验材料 (23)2.3.2 试件设计 (24)2.3.3 试验方法 (28)2.3.4 试验加载方案 (32)2.4 梁的破坏形态、试验结果及分析 (34)2.4.1 梁的破坏形态 (34)2.4.2 荷载-挠度曲线 (41)2.4.3 加固梁极限承载力的影响因素 (45)2.4.4 裂缝及CFRP/钢板的应变分布 (47)2.4.5 CFRP强度利用率和钢板应变 (61)2.5 本章小结 (62)3 钢板-FRP复合加固梁承载力理论计算 (64)3.1 计算假定 (64)3.2 加固梁极限弯矩计算公式 (65)3.3 本章小结 (70)结论 (71)参考文献 (73)攻读硕士学位期间发表学术论文情况 (78)致谢 (79) (80)1 绪论1.1 研究背景20世纪以来，混凝土结构是建筑领域中发展最快、应用最广的一种结构体系，但随着时间的推移，现有的混凝土结构各项性能在不断下降，存在诸多安全隐患。
预应力FRP混凝土梁的受力和变形性能
预应力FRP加固混凝土梁的受力与变形性能研究目录一、应力分析1、预应力FRP加固混凝土梁的界面应力分析1.1界面应力分析1.2界面的剪应力1.3界面的正应力2、预应力FRP加固受弯构件剥离应力分析2.1剥离应力函数表达式的建立2.1.1基本假定2.1.2粘结剪应力2.1.3剥离正应力二、变形性能3预应力FRP加固混凝土梁的变形性能3.1计算假定3.2截面曲率及相应弯矩3.2.1屈服曲率和屈服弯矩3.2.2极限曲率和极限弯矩3.2.2.1Ⅰ型破坏3.2.2.2Ⅱ型破坏3.3 M-υ曲线4、预应力FRP加固钢筋混凝土梁的挠度计算4.1现有的预应力混凝土结构挠度计算方法4.2预应力FRP加固钢筋混凝土梁的挠度计算方法4.2.1开裂前截面惯性矩计算4.2.2开裂后截面惯性矩计算4.2.3挠度计算公式及验证摘要：预应力FRP加固混凝土结构在结构工程中应用越来越广泛，本文就预应力FRP 加固混凝土梁的受力和变形的性能从界面应力、剥离应力、梁的变形性能以及挠度计算四个方面并结合一些相应的实验结果对FRP加固混凝土梁分析。
一、应力分析1预应力FRP加固混凝土梁的界面应力分析[1]预应力FRP片材增强RC梁的界面应力分析纤维增强复合材料(FRP)粘贴加固技术已广泛应用于钢筋混凝土建筑(结构)物的加固和维修工程中。
然而，现有的FRP片材粘贴加固技术是被动加固技术，FRP片材的抗拉强度没有得到充分的发挥，构件的抗弯刚度提高幅度不大，混凝土中的裂缝等缺陷无法闭合。
因此，采用预应力FRP片材加固混凝土结构(主动加固技术)将是一种更有前途的新技术。
但是，在预应力FRP片材作用下，FRP端部界面层的剪应力和正应力分布与无预应力作用下相比会发生改变，容易造成界面剥离破坏。
因此，研究预应力FRP增强RC结构中FRP片材与混凝土的界面层的应力分布，对于探明增强构件的破坏机理具有重要的意义。
有关预应力FRP片材与混凝土的界面的应力分析，国内外的研究尚不多见.Triantafillou 给出了不发生端部剥离破坏情况下的最大预应力的理论计算公式,但最大预应力的表达式是一个隐函数，影响参数不明确。
cfrp加固钢筋混凝土梁
» 第一部分：研究背景以及意义 » 第二部分：推导了CFRP加固钢筋混凝土梁的极限 抗弯承载力的公式 » 第三部分：运用ANSYS进行CFRP加固钢筋混凝
土梁的数值模拟
» 第四部分：结论
» 碳纤维布未达到许用拉应变，受压区混凝 土被压碎
» 碳纤维布达到许用拉应变，受压区混凝土 未被压碎
7
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1．非线性方程组解法 使用Newton-Raphson(牛顿-拉普森)平衡迭代 » 在每一步求解之前，Newton-Raphson方法先估算 不平衡荷载大小，即恢复力(与模型应力相对应 的荷载值)与拟施加的外荷载之间的差值。 » 然后，程序进行一个线性求解，并检查不平衡荷 载是否满足容许公差的限值要求。如不能满足， 则重新计算出不平衡荷载大小，调整刚度矩阵， 并进行新一轮的求解。 » 上述过程不断重复，直至程序收敛为止。
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2．收敛准则 钢筋混凝土的非线性特性较强，本文计算中， 当采用力检查时，容许公差限值设为0.5％。
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3．混凝土失效准则 solid 65单元能考虑混凝土开裂和压碎两方面的 失效。如果混凝士的拉断功能选项被打开，梁 的有限元模型可能会过早发生破坏,所以将混凝 土单轴抗拉强度输入为-1。
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在一定程度上有效代替试验分析方法
˃ CFRP简介：碳纤维增强复合材料 (carbon fiber reinforced
polymer）的缩写，特点是轻质高强，F1赛车的很多部件都
用 这 种 材 料 制 成 ， 比 如 单 体 壳 ， 波 音 747 客 机 ， 阿 帕 奇 …… 现在， CFRP 也被广泛运用于工程中，如桥梁加固、 维修。工程中结构因时间积累，产生结构破坏。采用碳纤 维结构加固、维修的方法是现代工程技术常用的方法。
FRP加固钢筋混凝土梁抗剪承载力计算方法研究
在国内外的应用逐渐增多 。FRP 具有重量低 、强度 [1～3 ] 高 、耐久性好 、易于施工等优点 。国内外虽然进 行了 一 些 FRP 加 固 钢 筋 混 凝 土 梁 的 抗 剪 试 验 研 [4～11 ] 究 , 但是 FRP 加固钢筋混凝土梁的受剪计算是
收稿日期 : 2004Ο 10Ο 24
λ
3 3 3 3 3 3 3 2185 2185 2185 3 3 3 3 3 2184 2184 1167 1167 1167 1167 2129 2129 2127 2127 2127 2127 2127 3164 1182 1182 2161 2161 2167 2167 2167 2167
f fu
表1 试验梁统计表
Tab11 Summary of test beams
梁编号
TRC30C2 TRC30C4 TRC30D10 TRC30D2 TRC30D20 TRC30D4 TRC30D40 BT2 BT3 BT5 BΟ 3 BΟ 5 BΟ 6 BΟ 7 BΟ 8 C1 C2 SA7 SA10 SA12 SA14 SB1 SC1 BVIΟ 3 BVIΟ 4 BVIIΟ 2 BVIIΟ 3 BVIIΟ 4 BVIIΟ 6 RS90Ο 1 RS90Ο 2 RS135Ο 1 RS135Ο 2 A E G 45G
1 相关的分析模式 FRP 加固钢筋混凝土梁受剪破坏模式一般有 2
( 2)
β 分别为 FRP 的面积 、FRP 式中 , Af 、f fe 、 df 、 sf 、 有效应力 、FRP 有效高度 、FRP 间距 、FRP 纤维方向 与梁纵向的夹角 , 如图 1 所示 。( 2) 式一般称为有效 应变计算模式 。 ( 2) 式中的关键是 FRP 有效应力 f fe 的计算 。f fe 的计算可以归结为 FRP 的有效应变 ε fe 的 计算 。 [13 ] 本文根据国内外学者的试验结果 , 在 Ahmed