疊合與CFRP復合加固RC梁受力性能試驗研究.pdf

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1、第39卷第3期四川建筑科學研究2013年6月SichuanBuildingScience83疊合與CFRP復合加固RC梁受力性能試驗研究李紅霞，劉秦，張雷順(1．黃河科技學院，河南鄭州450063；2．鄭州大學，河南鄭州450001)摘要：對1根粘貼CFRP加固梁和6根疊合與CFRP復合加固Rc梁進行了試驗研究，為了保證試驗研究接近真實情況，著重考慮了混凝土的配合比、試驗梁的縱筋配筋率、架立筋和箍筋的分布。研究表明：疊合與CFRP復合加固技術(shù)加固效果明顯，既可以大幅提高抗彎承載力，又可以避免抗彎承載力提

2、高的同時構(gòu)件撓度過大，在適筋狀態(tài)下承載力提高達53．7％。關(guān)鍵詞：鋼筋混凝土梁；疊合；碳纖維；復合加固；試驗研究；抗彎性能中圖分類號：TU37文獻標志碼：B文章編號：1008—1933(2013)03—083—03光圓鋼筋，鋼筋的試驗結(jié)果見表1。O引言表1鋼筋的實測性能指標現(xiàn)役鋼筋混凝土橋梁的陳舊、老化造成其承載力、剛度、穩(wěn)定性下降，已經(jīng)成為一個全球性的問題，引起了世界各國的極大關(guān)注。很多資料表明，當前很多交通發(fā)達國家已經(jīng)把橋梁建設(shè)重點放在舊橋加固與改造方面。目前常用的加固方法主要集中在加1．2配合比設(shè)

3、計大截面法、外包鋼加固法、纖維布加固法、體外預(yù)應(yīng)本次試驗的普通混凝土配合比設(shè)計是按照現(xiàn)行力加固法，并且形成了相應(yīng)的規(guī)程指導設(shè)計及施工，《混凝土配合比設(shè)計規(guī)程》設(shè)計，試驗用水泥均為產(chǎn)生了較好的社會效益和經(jīng)濟效益。但是目前對于3z5#7~泥，預(yù)制構(gòu)件部分(C20混凝土)粗骨料最大各種加固方法的研究大多集中在單一方法加固補強粒徑20mm碎石，后澆部分(C25混凝土，C30混凝上，而復合加固研究還不是很多。土)粗骨料最大粒徑20mm碎石；骨料均為河沙。采用疊合與CFRP復合加固技術(shù)對RC梁進行單位采用每立方米的

4、材料用量制，見表2。加固，使其在大幅提高抗彎承載力的同時，又避免了表2混凝土配合比kg超筋和少筋現(xiàn)象的發(fā)生。標號水膠比水泥水河沙石子C200．63251956481203C250．542O210588l1411試驗概況C300．452521054110991．1試驗材料1．3試件設(shè)計本次試驗混凝土的設(shè)計強度等級為：預(yù)制試件本試驗設(shè)計7根鋼筋混凝土梁，長度為1800為C20，后澆部分為C25和C30。水泥采用新鄉(xiāng)水mm，設(shè)計跨度為1600mm。每根梁伴隨澆筑3個泥廠生產(chǎn)的32．5號普通硅酸鹽水泥；細骨料采

5、用中150mmX150mmX150mm的小試件，以測混凝土粗河砂，細度模數(shù)為3．1；粗骨料為新密碎石，粒徑的實際抗壓強度，其中一根梁為對比梁。為6～20toni，連續(xù)級配；澆筑用水采用鄭州市自來預(yù)制試件截面設(shè)計為100mmx200mm，預(yù)制水。構(gòu)件部分為C20。縱向受力鋼筋采用Ⅱ級鋼筋鋼筋為鞍鋼熱軋帶肋鋼筋，HRB335級鋼筋直2612(配筋率為0．92％)，架立鋼筋設(shè)計為268的徑為12mm。箍筋和架立筋分別采用6和8的I級鋼筋，剪跨段配置箍筋為@120。后澆部分為C25、C30。保護層厚度為25mm

6、。試件編號按疊收稿日期：2012-03-O2合高度比(是疊合前預(yù)制構(gòu)件高度，h是疊作者簡介：李紅霞(1977一)，女，河南安陽人。講師，研究方向：結(jié)構(gòu)合后的梁高度)的變化分為LI、LⅡ、LⅢ三種。然加固與基坑加固。基金項目：河南省教育廳科技攻關(guān)計劃項目(2011C560004)后再按照混凝土強度不同分為LI—a、LI—b、LⅡE—mall：737801521@qq．I~O11一a等類型，詳細參數(shù)見表3。84四川建筑科學研究第39卷表3試驗梁設(shè)計參數(shù)后，碳纖維的應(yīng)變變化緩慢，不再符合平截面假定。當荷載達到

7、第四級20kN時首次觀察到裂縫，裂縫的發(fā)展具有顯著特性，初始變化與普通混凝土梁裂縫變化相同，當荷載逐級增大，碳纖維應(yīng)變迅速增加時，梁側(cè)面底部裂縫增多但寬度減小，呈均勻狀，施加每級荷載均觀測最大裂縫及其變化。當荷載達到44kN時，梁頂出現(xiàn)裂痕，混凝土開始松動，梁底碳纖維伴隨有“啪、啪”響聲。連續(xù)采集后，73kN時荷疊合梁根據(jù)后澆混凝土的型號不同分為a類和載不再增加，隨之試驗梁發(fā)生破壞，裂縫最大寬度為b類，根據(jù)疊合高度比的不同分為I、Ⅱ、Ⅲ三種型0．68mm。號，其具體圖形如圖1所示。LI—b梁，與LI—a

8、梁很類似，值得注意的是疊合層混凝土與預(yù)制部分強度差大時，反而在疊合匡三三三面附近出現(xiàn)微小裂縫。荷載不能再增大時，連續(xù)采集得最大荷載75kN，裂縫最大寬度0．62mm。LⅡ一a梁，初始加載時試驗梁兩側(cè)面接近底部匡三三三至的應(yīng)變片應(yīng)變值迅速增大，增幅顯著，相對來看，上部應(yīng)變變化比較緩慢，且明顯看出中和軸較LI梁中和軸靠下，繼續(xù)加載碳纖維抗拉強度充分利用后，兩側(cè)面上部應(yīng)變迅速增大(負值)。荷載達到52kN時梁頂出現(xiàn)剝落區(qū)，碳纖維伴隨有“啪、啪”響