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1、碳纖維布加固木梁抗剪性能的試驗(yàn)研究木謝啟芳薛建陽趙鴻鐵隋奠張風(fēng)亮(西安建筑科技大學(xué)土木工程學(xué)院,西安710055)摘要:為了分析木梁加固后的力學(xué)性能,對(duì)碳纖維布加固木梁抗剪性能進(jìn)行了試驗(yàn)研究,得到了木梁剪切破壞的破壞形態(tài)、荷載一撓度曲線及荷載一應(yīng)變關(guān)系等性能。試驗(yàn)結(jié)果表明:木梁剪切破壞通常為順紋錯(cuò)動(dòng)剪切破壞;順紋錯(cuò)動(dòng)剪切破壞具有很好的延性,而彎曲破壞是典型的脆性破壞;支座及加載點(diǎn)附近的碳纖維布直至破壞時(shí)也沒有出現(xiàn)拉應(yīng)變,梁端木材承受橫向拉力。關(guān)鍵詞:木梁;碳纖維布加固;順紋錯(cuò)動(dòng)剪切破壞EXPERIMENTALSTUDYoNSHEARBEHAVIoRoFTIMBERBEAMSTRENGT
2、HENEDWITHCFRPSHEETXieQifangXueJianyangZhaoHongtieSuiYanZhangFengliang(SchoolofCivilEngineering,XianUniversityofArchitecture&Technology,Xian710055,China)Abstract:Toanalysethemechanicalproperty,theexperimentalstudyontimberbeamstrengthenedwithCFRPsheetwereperformed.Theshearbehaviors,suchasfailurepa
3、tternsinshear,load-deflectioncurvesandrelationshipbetweenloadandstrainwereobtained.Theresultsshowedthatthefailurepatternsinshearwereusuallyshearfailurealongthegrain.Theductilityoffailurealongthegrainwasverygood,andtheflexuralfailurewasatypicalbrittlefailure.TheCFRPsheetsadjacenttothesupportsandl
4、oadingpointsweresubjectedtocompressionuntilfailure.Keywords:timberbeam;strengthenedwithCFRPsheet;shearfailurealonggrain中國木結(jié)構(gòu)古建筑的很多建筑都亟待維修加固。水平方向垂直及傾斜兩種方式,如圖1d所示。結(jié)果木梁是其中的重要構(gòu)件之一,同時(shí)承擔(dān)彎矩和剪力,表明,GRFP布傾斜粘結(jié)的加固方法對(duì)提高木梁的木梁在抗彎承載力能滿足要求的情況下有可能會(huì)因抗剪能力更為有效??辜舫休d力不足而先發(fā)生剪切破壞,如彎矩較小剪力本文通過5根碳纖維布加固木梁的抗剪試驗(yàn),較大的支座附近截面,進(jìn)行了
5、抗彎加固的截面等,因研究了碳纖維布加固木梁剪切破壞的破壞形態(tài)、變此有必要采取措施提高木梁的抗剪承載能力。形和局部應(yīng)變等性能。對(duì)加固木梁抗剪性能的研究相對(duì)于抗彎性能的研究。要少得多。較早的研究有Sliker用垂直1試驗(yàn)研究于層板膠合梁的鋁板進(jìn)行抗剪加固。Triantafillou1.1試件設(shè)計(jì)和制作分析了木梁粘貼FRP布的抗剪性能,給出將碳纖維本次試驗(yàn)共設(shè)計(jì)了5個(gè)試件,分為L(zhǎng)A和LB兩布加固木梁等效為一般木梁的抗剪承載力計(jì)算公組,試件截面尺寸均為120mm×I80mm,長(zhǎng)度均為式,并進(jìn)行了u型FRP箍抗剪加固的試驗(yàn)研究,其1220mm。其中LA組為微裂試件,木梁只在兩端有試件模型見圖1a
6、。結(jié)果表明,木梁加固后其抗剪承細(xì)小干縮裂縫,包括2個(gè)試件,1個(gè)未加固與1個(gè)加載力有明顯的改善,計(jì)算結(jié)果和試驗(yàn)結(jié)果符合較好。固試件;LB組為開裂試件,木梁除在兩端有裂縫外,Svecova與Eden采用沿木梁長(zhǎng)度方向在梁截面中心插入GFRP銷釘?shù)姆椒▽?duì)其進(jìn)行了抗剪加固的試國家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(51108373);國家文物局文物保護(hù)科驗(yàn)研究,加固方案如圖1b所示。Amy與Svecova學(xué)和技術(shù)研究課題(20110123);陜西省教育廳科研計(jì)劃項(xiàng)目采用同樣的方法進(jìn)行了抗剪加固試驗(yàn)研究,但其(11JK0939)。GFRP筋與水平方向不是垂直的,而是成60。角,加第一作者:謝啟芳,男,1978
7、年出生,工學(xué)博士,副教授。E—mail:nacy.xie@163.eom固方案如圖1c所示。Hay等進(jìn)行了將GFRP布收稿日期:2011—11—18粘貼于木梁剪跨區(qū)的試驗(yàn)研究,布的粘貼方式有與工業(yè)建筑2012年第42卷第6期一.{;£\.凰InCa——LA一1、LB一1:b——LA一2、LB一2;c——LB一3圖2試驗(yàn)梁加固方案Fig.2Strengtheningmethodofspecimensb囡旦d圖3制作完成的試仵a—Triantllo