碳纤维布加固低强度混凝土梁的抗剪性能

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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

碳纤维布加固钢筋混凝土构件的性能研究【摘要】本文通过对碳纤维布加固钢筋混凝土构件的性能进行研究,探讨了该加固方法的原理、性能分析、试验方法、应用案例以及发展趋势。

通过对该加固技术的优势和局限性进行总结,提出了未来的发展方向。

研究表明,碳纤维布加固可以显著提高钢筋混凝土构件的承载能力和延性,同时具有施工方便、耐久性好等优点。

仍然存在一些局限性,如加固效果受温度和湿度等环境因素影响。

未来可以进一步研究不同环境条件下的加固效果,优化加固方案,提高加固技术的适用性和可靠性,推动碳纤维布加固技术在工程实践中的广泛应用。

【关键词】碳纤维布、钢筋混凝土构件、加固、性能研究、试验方法、应用案例、发展趋势、优势、局限性、未来发展方向1. 引言1.1 研究背景钢筋混凝土结构在工程建设中得到广泛应用,但随着使用年限的增加,结构出现裂缝、变形等问题也日益凸显。

为了延长钢筋混凝土结构的使用寿命、提高承载能力和抗震性能,在近年来,碳纤维布加固技术逐渐成为重要的改善措施。

碳纤维具有质轻、高强度、耐腐蚀等优点,能有效提高结构的受力性能,因此深受工程界的青睐。

研究发现,碳纤维布加固钢筋混凝土构件能有效修复裂缝、提高抗震性能,延长结构的使用寿命。

目前对于碳纤维布加固钢筋混凝土构件的性能研究还存在一定的不足,如对于加固原理的深入理解、性能分析方法的规范化、试验方法的统一等方面都有待进一步探讨和改进。

本研究旨在深入探讨碳纤维布加固钢筋混凝土构件的原理、性能分析、试验方法、应用案例以及未来的发展趋势,为该领域的研究提供重要参考依据。

1.2 研究目的研究目的是为了探讨碳纤维布加固钢筋混凝土构件的性能表现及其在工程实践中的应用情况。

具体而言,本研究旨在通过对碳纤维布加固钢筋混凝土构件的原理、性能分析、试验方法、应用案例和发展趋势进行深入探讨,以期揭示其在提高钢筋混凝土结构抗震性能、延长结构使用寿命、提高结构整体承载能力等方面的潜在优势。

通过对碳纤维布加固钢筋混凝土构件的局限性和未来发展方向进行分析,可以为相关工程领域的研究人员和工程实践者提供可靠的依据和参考,推动其在实际工程中的广泛应用和进一步完善。

碳纤维布加固混凝土梁抗弯强度计算及施工规程建议

碳纤维布加固混凝土梁抗弯强度计算及施工规程建议

碳纤维布加固混凝土梁抗弯强度计算及施工规程建议碳纤维布加固混凝土梁抗弯强度计算及施工规程建议碳纤维布加固钢筋混凝土短柱的抗震性能试验研究同济大学土木工程学院屈文俊张誉摘要:碳纤维加固混凝土梁的计算理论和施工操作规范,是碳纤维加固混凝土梁走向规范化和科学化的基础。

本文依据三根粘贴碳纤维布混凝土梁的抗弯试验,建议了碳纤维加固混凝土梁的抗弯强度计算方法,依实际施工经验,提出了碳纤维布加固混凝土梁的施工规程建议。

关键词:碳纤维布加固梁,抗弯强度,施工规程前言:混凝土结构工程新千年所面临的主要问题之一是:既有混凝土结构的加固和修复。

粘贴碳纤维布加固技术,是近十年在日本首先应用和发展的,已有一千多个工程实例。

该方法的主要优点表现在: 1、性能稳定,一般无腐蚀问题。

2、重量轻,不增加结构静载。

3、强度高。

4、容易手工操作,不需专门机械设备。

5、施工无灰尘和噪声污染,并可不间断生产运营。

目前,在我国已有不少单位在研究碳纤维粘贴布的计算方法,已有不少工程实例。

同济大学在接收生产任务的同时,针对性地做了一系列试验,如环向粘贴碳纤维布间接提高柱的抗压承载能力试验,加固混凝土梁的抗弯试验和抗剪试验,为工程应用起到指导作用。

本文的主要目的是探讨粘贴碳纤维布混凝土梁的抗弯计算方法以及总结粘贴碳纤维布的施工操作方法。

试验研究:在同济大学建工系结构试验室进行了三根梁的试验,其中二根梁贴碳纤维布加固,为对比试验,一根梁没有粘贴碳纤维布。

三根试验梁(L-1,L-2a,L-2b)的截面特性见表1,试验梁浇筑日期:99年10月21-22日,水泥:砂:石子=26:48:97;贴碳纤维布日期:99年11月16日;碳纤维布为上海同砼碳纤维布有限公司生产的“同砼”牌无纺单向碳纤维布,试验梁的加固工作在试验室内进行,为了与实际加固施工现场操作相一致,操作人员上仰操作,加固操作程序为:打底胶、批胶泥、上胶、贴碳纤维布、罩面胶。

静载试验日期:99年11月18-11月21日(一)、加荷装置示意(二)、材料性能混凝土、钢筋的材料性能见表1。

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

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

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:。

碳纤维布加固钢筋混凝土梁抗剪承载力研究

碳纤维布加固钢筋混凝土梁抗剪承载力研究

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维普资讯
后 采集数据 凑数 , 同时观察混凝二 裂缝开展情况 . I 二 然 后 , 续进 行 下一 级加 载 . 继 1 测点布置 . 4
表 2 试验 梁编号 、 RP粘贴 方式、 CF 极限承栽 力及破 坏特征
T a 2 Num b r,te gt nig tpe ,ulm ae c pa iy Fi e b- e sr n he n y s t t a c t al i ur
图 1 试验 粱尺寸及 配筋 图
Fg1 i. Di n i n a d ri f r e n o mso e i n me s n en o c me  ̄f r f p cme s o s
1 加 固方案 _ 2
究 中考虑结构二次受力的研究更少 , 多数研究 以梁在
无应力状态下粘贴加 固为 主 ,这 与实 际情 况存在差 异; 通过研究 C R F P布的变化规律及破坏模式来推导 抗剪承载力计算公式 的试验研究较少 . 作者对 l 根 1 钢筋混凝土梁 ( 根对 比梁 , 根加 固梁) 2 9 进行 了抗 剪
抗剪极 限承栽力及加 固效果的影响 , 究了碳 纤维布的应变变化规律及 其破 坏模 式. 研 根据试验现 象 , 出 了 C RP有 效应 变、 提 F 有效 长 度的概念. 于 CF 基 RP布 两种破坏模式 . 在理论和试验 分析 的基础上 , 出 了考虑 C RP布粘贴 角度 影响的抗剪承栽 力简化计算公 提 F 式. 结果表 日 采用碳 纤维布对钢筋混凝土梁剪切加 固后 , 丹。 其抗剪强度 明显提 高. 1 , 3 参 8 图 3表 , .
袅中 , 为升裂荷载 ; 心 只为极 限破坏荷载 ;挺高程度为各 加同梁破
图 2 9 。 贴 C RP布及 应 变 片布 置 图 0粘 F

碳纤维布加固钢筋混凝土梁抗剪承载力研究

碳纤维布加固钢筋混凝土梁抗剪承载力研究

碳纤维布加固钢筋混凝土梁抗剪承载力研究学院名称:土木建筑工程学院指导教师:李黎申请者:熊杨年级专业:土木工程11级南阳师范学院二○一四年1)现状研究由于碳纤维增强塑料(Carbon Fiber ReinforcedPlastics简称CFRP)具有质轻、耐腐、高强及施工便利等优点,因此随着碳纤维价格的下降,其在结构加固工程中的应用日趋广泛.近几年,对于CFRP加同钢筋混凝土梁方面的研究开展较多,但已做的研究多属于抗弯加固的研究,抗剪加固的研究很少。

用纤维类材料对钢筋混凝土梁进行受剪承载力加固的试验国内外已做过一些工作,但对于提出合理可靠且易于实际工程应用的设计计算方法而言,仍有很多工作要做。

为了使碳纤维材料用于钢筋混凝土梁抗剪承载力加固技术能早日在我国的土木工程领域推广应用,应进行这方面的系列试验研究与理论分析。

2)试验目的此次试验的目的是要获取对这一课题研究的试验数据,并对碳纤维布补强加固后的钢筋混凝土梁的抗剪性能进行试验研究和理论分析。

具体内容包括:通过试验,进一步验证碳纤维布对钢筋混凝土梁抗剪性能的改善作用;研究碳纤维条的宽度和间距、碳纤维布粘贴层数、梁的剪跨比、配箍率和混凝土强度等试验参数对加固效果的影响。

3)试件设计与制作试验梁为矩形截面的简支梁,分为两组,b*h=150mm*250mm,跨度l=2200mm,净跨l0=2000mm,混凝土保护层厚度为30mm。

两组梁配置的纵筋相同,均为3Φ16;架立筋为2Φ4。

由于本次试验主要研究粘贴的碳纤维布对钢筋混凝土梁抗剪作用的影响,故箍筋用量较少,第Ⅰ组梁的箍筋为Φ4@150,配箍率为0.1112%;第Ⅱ组梁的箍筋为Φ6@240,配箍率为0.1158%。

试验梁的混凝土为C20,纵筋和箍筋分别为Ⅱ级和Ⅰ级,混凝土与钢筋的实测力学性能指标亦见表1。

试验梁的编号及各种补强加固情况见表4,试件尺寸及配筋图见图14)试件加固方式考虑到仅在梁两侧粘贴碳纤维条的加固效果不明显,本次试验的补强加固措施采取在剪弯区段内用碳纤维条横向包裹的方式。

利用碳纤维布加强钢筋混凝土柱的抗剪能力

利用碳纤维布加强钢筋混凝土柱的抗剪能力

利用碳纤维布加强钢筋混凝土柱的抗剪能力谢剑(谢剑) 刘Xue-mei(刘雪梅) 赵通(赵彤)摘要:本文讨论了对用碳纤维增强塑料(CFRP)片材加强钢筋混凝土柱的抗剪承载力测试的结果;对用碳纤维布加固试件的剪力传递机理进行了研究;对碳纤维布影响钢筋混凝土柱的抗剪承载力的强度原因进行了分析。

对这种新的加强技术有几点建议例如增加碳纤维布的层数、宽度以及增强它的抗拉强度。

最后,一个简单实用的设计方法呈现在纸上。

所建议的方法的计算结果显示与试验结果吻合良好。

所建议的设计方法经过评估碳纤维布可以为了加固混凝土柱的抗剪承载力而使用。

关键词:钢筋混凝土,碳纤维增强塑料(CFRP),柱,抗剪承载力在最近几年人们越来越需要加强或因超负荷对现有的钢筋混凝土结构造成不利影响的修复,施工材料变质,地震荷载,结构变形等。

采用外贴碳纤维增强塑料(CFRP)系统(ACI,2002)是一种提高钢筋混凝土柱的抗剪承载力有效的方法。

纤维增强复合塑料系统最初应用于钢筋混凝土柱在日本上世纪80年代。

外部碳纤维布和箍筋限制混凝土芯,可以使钢筋混凝土柱的抗剪承载力和变形性能得到改善。

有些方法最近已经发展到可以对外贴碳纤维增强塑料(CFRP)加固钢筋混凝土柱预测抗剪承载力。

根据所知的,该加强柱的抗剪承载力主要受轴压比,剪跨/深度比,碳纤维布的用量等。

利用FRP板材加固钢筋混凝土柱的抗剪承载力的概述如下。

1。

肖等人(1999)提出了基于三个玻璃纤维布加固的钢筋混凝土圆柱体检测的公式:V=V c+V s+V a+V j这里Vc,VS,VA和VJ是由钢筋混凝土,箍筋,轴压和玻璃纤维布分别提供的抗剪强度。

玻璃纤维织物的抗剪强度有下列平衡:V j=πf jd t j D−c cosθ其中f jd,t j,D,c和θ是织物的拉伸强度,织物的公称厚度,柱试样的直径,桁架结构的压缩面积深度和角度2。

基于叶等人(2002; 2000)七项钢筋混凝土柱的试验,最终CFRP加强抗剪强度被指定在如:V u=V RC+V CF抗剪强度(V RC)中的守则被定义为混凝土结构设计规范。

碳纤维加固钢筋混凝土梁的抗剪及耐久性研究

碳纤维加固钢筋混凝土梁的抗剪及耐久性研究
第 4 卷 第 5 2 1 年 5月 1 期 00
V 1 No5 o. 41 . Ma .2 0 y 01
建 筑 技 术
Ar ht cu e T c n lg c i t r e h oo y e
・ 51 4 ・
碳 纤维加 固钢筋 混凝土梁 的抗 剪及 耐久性研究
王 磊 .张 继 红 .
b a , d rb l is o te gh n d t s e m a d n te ghe e o a io b a a e tse n e c ro in f em u a ii e f srn t e e e t b a t n u sr n t n d c mp rs n e m r e td u d r or so o c lrn in Cr c g n r to h oi e o . a k e e ain, del cin, ee to h mia id x n d fr to o eno c d o cee e m f t e o lcrc e c l n e a d eomain f r if re c n rt b a u d r s r ie a e o a e a d n ay e n e e vc r c mp r d n a lz d.I s n iae h t ab n ie a p a a f v r be ce n n oe t i i d c td t a c o f r c n ly a oa l s r e ig r l r b
中图分 类号 :U3 51 T 7. 文献标识码 : A 文章编号 :0 0 4 2 0 5 — 3
RESEAR CH ON SHEA R E R SS I TANCE AND DURABI TY F LI o CARBO N BER FI

碳纤维布加固钢筋混凝土梁静载性能研究共3篇

碳纤维布加固钢筋混凝土梁静载性能研究共3篇

碳纤维布加固钢筋混凝土梁静载性能研究共3篇碳纤维布加固钢筋混凝土梁静载性能研究1碳纤维布加固钢筋混凝土梁静载性能研究随着世界经济的不断发展,建筑工程也得到了迅速的发展,为了提高建筑物的承载能力、安全性和使用寿命,使用钢筋混凝土结构成为一种常见的选择。

但长期使用后,由于受到自然环境、负荷振动等因素的影响,钢筋混凝土结构往往会发生一些裂缝、剥落等问题,从而降低了建筑物的使用寿命和安全性。

为此,一些加固手段被提出,其中碳纤维布加固成为了一种广泛使用的手段。

本文的研究对象为钢筋混凝土梁,采用碳纤维布加固的方法,在静载条件下对混凝土梁的性能进行了研究。

研究内容包括原始混凝土梁的力学性能、碳纤维布加固钢筋混凝土梁的力学性能及其改善程度等。

研究方法本次研究采用试验的方法,首先制作了6根测试梁,结构尺寸为:宽度80mm,高度120mm,长度1000mm,梁内布置了4根直径为8mm的钢筋,并在梁底加设了一层碳纤维布进行加固处理。

试验分为两组,其中一组为原始混凝土梁,另一组为碳纤维布加固钢筋混凝土梁。

两组试验梁在试验前和试验后都进行了力学性能测试。

测试方法1. 原始混凝土梁力学性能测试在试验前,对原始混凝土梁进行了自重测量,然后在试验机上以相同的加载速度逐渐施加荷载,记录下不同荷载下梁的变形情况和破坏荷载。

2. 碳纤维布加固钢筋混凝土梁力学性能测试在碳纤维布加固后,同样进行了自重测量。

试验时,以相同的加载速度逐渐施加荷载,记录不同荷载下梁的变形情况和破坏荷载。

结果分析1. 原始混凝土梁的力学性能在试验过程中,原始混凝土梁在承载荷载逐渐增加的过程中,首先发生梁的端部出现微小裂缝,然后向中间逐渐发展。

随着荷载的不断增加,裂缝逐渐加剧,使得梁的刚度急剧下降,最终发生破坏。

从试验数据可以看出,原始混凝土梁最大荷载为31.86kN,破坏模式为剪切破坏,且破坏位置在梁中心区域。

2. 碳纤维布加固钢筋混凝土梁的力学性能在碳纤维布加固钢筋混凝土梁的试验中,随着荷载的逐渐增加,梁出现微小裂缝的时刻相应的提前。

碳纤维布加固补强混凝土结构技术

碳纤维布加固补强混凝土结构技术

碳纤维布加固补强混凝土结构技术碳纤维布加固补强混凝土结构技术是一种新型的结构加固方法,通过在混凝土结构表面贴附碳纤维布以增加其受力性能和延缓其病害的发展,提高结构的抗震性能和使用寿命。

下面就碳纤维布加固补强混凝土结构技术进行详细介绍。

碳纤维布是由碳纤维丝通过制备工艺编织而成的一种高强度材料,其具有高强度、耐腐蚀、耐高温等特点,被广泛应用于航空航天、汽车、建筑等领域。

通过贴附碳纤维布在混凝土结构表面,可以增加混凝土结构的强度、刚度和耐久性。

首先,碳纤维布加固补强混凝土结构技术可以提高混凝土结构的抗弯、抗剪和抗拉强度。

由于碳纤维布具有高强度和高模量的特性,可以有效地增加混凝土结构的强度和刚度。

通过在混凝土结构存在的开裂或损伤部位贴附碳纤维布,可以通过分担载荷的方式减少混凝土的应力集中,并抵抗外部荷载的作用,从而提高混凝土结构的抗弯、抗剪和抗拉强度。

其次,碳纤维布加固补强混凝土结构技术可以延缓混凝土结构病害的发展。

混凝土结构在长期使用过程中,由于加载、变形、温度等因素的作用,可能会出现裂缝、鼓包、脱落等病害。

通过贴附碳纤维布,在混凝土结构的病害部位形成一个加固层,可以有效地阻止裂缝蔓延、防止鼓包、脱落等病害的进一步发展,延缓混凝土结构的病害的发展。

再次,碳纤维布加固补强混凝土结构技术可以提高混凝土结构的抗震性能。

地震是一种常见的自然灾害,对混凝土结构造成严重的破坏。

通过贴附碳纤维布,可以提高混凝土结构的整体受力性能,增加混凝土结构的抗震能力。

由于碳纤维布具有高强度和高韧性的特点,可以有效地增加混凝土结构的延性,提高结构的抗震能力。

最后,碳纤维布加固补强混凝土结构技术具有施工方便、成本低、维修周期长等优点。

与传统的混凝土结构加固方法相比,碳纤维布加固补强技术不需要进行大范围的拆除和重建,只需要在混凝土结构表面贴附碳纤维布即可实现加固和补强的目的,施工方便快捷。

而且碳纤维布的成本相对较低,可以在一定程度上降低加固补强的成本。

碳纤维布加固钢筋混凝土梁的抗剪疲劳试验研究

碳纤维布加固钢筋混凝土梁的抗剪疲劳试验研究

3、加载制度
采用疲劳荷载进行试验,通过循环加载实现指定数量的加载循环次数。为避 免加载过程中的突然破坏,采用逐级加载制度,共分为10个等级,每级循环10次。
4、观测与数据处理
在每个梁上安装位移计和应变计,分别测量挠度和应变。采用动态数据采集 系统记录加载过程中的数据变化。对采集的数据进行处理和分析,包括荷载-位 移曲线、荷载-应变曲线以及疲劳寿命等指标。
4、实验结果与分析
通过实验,我们得出碳纤维布加固钢筋混凝土梁在低周疲劳加载下的破坏形 态主要表现为剪切疲劳破坏。此外,实验结果表明,经过碳纤维布加固的钢筋混 凝土梁,其抗剪疲劳性能得到了显著提高。具体表现为:在相同的加载条件下, 未加固的钢筋混凝土梁首先在弯曲段出现裂缝,随后裂缝逐渐向受压区发展;而 经过碳纤维布加固的钢筋混凝土梁,其裂缝主要出现在碳纤维布与混凝土的界面 处,且裂缝数量明显减少。
3、研究方法
本次演示采用试验方法对碳纤维布加固钢筋混凝土梁的抗剪疲劳性能进行研 究。首先,按照一定比例设计并制作了碳纤维布加固的钢筋混凝土梁。在加载设 备上对试件进行低周疲劳加载,通过数据采集系统记录试件的应变、位移等数据。 对实验结果进行数据处理和分析,得出碳纤维布加固钢筋混凝土梁的抗剪疲劳性 能参数。
四、结果与讨论
1、试验结果
通过对比3组梁的荷载-位移曲线和荷载-应变曲线,发现碳纤维布加固锈蚀 钢筋混凝土梁可有效提高其疲劳性能。在相同循环次数下,加固梁的荷载能力明 显高于未加固梁。尤其是粘贴碳纤维布并增设箍筋加固梁,其荷载-位移曲线和 荷载-应变曲线均表现出最佳的性能。
2、结果讨论
碳纤维布加固锈蚀钢筋混凝土梁的疲劳性能提高主要表现在以下几个方面: (1)粘贴碳纤维布可以抑制裂纹的扩展,提高结构的整体性; (2)碳纤维布具有 很高的强度和弹性模量,能够分担部分荷载,提高结构的承载能力; (3)粘贴碳 纤维布并增设箍筋加固梁进一步提高了结构的抗剪承载力,有助于抑制裂纹的产 生和扩展。

碳纤维布加固钢筋混凝土梁抗剪承载力试验

碳纤维布加固钢筋混凝土梁抗剪承载力试验

1 试验方案
1. 1 试件设计与制作 [ 2]
试验梁为简 支梁 受剪 构件, 横截 面设 计尺 寸为 200 mm @ 400 mm; 设计配筋相同 的梁 共 3根, 梁 长均 为 2 600 mm, 净跨 2 400 mm; 混凝土强度等级为 C30, 保护 层厚度 均为 25 mm; 梁 底纵筋采用 3根直径为 25 mm 的 HRB335钢筋, 梁顶 架立筋采 用 2< 8钢筋; 双肢箍 < 6. 5@ 200沿梁均匀 布置; 箍筋及 架立筋 采用 HPB235钢筋。试验梁配筋及钢筋应变片位置见图 1。
( 4)表面涂抹浸渍树脂。在最后一 层碳纤维布的表面均匀 涂抹浸渍树脂。
( 5)养护。粘贴碳纤维片 后, 需自然养护使其固化, 保证固 化期间不受外界干扰 和碰撞。待胶粘剂完全固 化后, 方可进行 试验。
1. 4 加载方案
采用正位试验、三分点加载方式, 利用同步 液压千斤 顶、压 力传感器配合 YD - 88应变仪控制加载。
图 2 碳纤维 U形箍应变片粘贴位置 表 1 试验梁编号及加固情况
试验梁编号
加固前状态
加固情况
CFBS- 1
对照梁, 不加固
CFBS- 2
完好
直接外贴碳纤维布 U 形箍 + 压条
CFBS- 3 加载至斜裂缝出现 卸荷后, 外贴碳纤维布 U 形箍 + 压条
1. 3 碳纤维布加固施工工艺 [ 4]
( 1)混凝 土表 面处 理。清 除被 加固 表 面的 剥落、疏松、蜂 窝、腐蚀等劣化混凝土, 然 后用混 凝土 角向磨 光机 将粘贴 碳纤 维布的梁底面打磨平整, 除去表层浮浆、油污等 杂质, 直至完全 露出新结构面。转角处进行导 角处理并打磨成 圆弧状, 圆弧半 径不小于 20 mm。用钢丝刷刷去表 面的松散浮 渣, 用 压缩空气

碳纤维布加固原理

碳纤维布加固原理

碳纤维布加固原理
1.强度增加:碳纤维具有很高的拉伸强度,通常超过1000MPa。

将碳
纤维布固定在结构表面后,它可以承受结构物受力时的拉伸应力,从而有
效地增加结构物的强度。

2.抗剪强度增加:碳纤维布不仅可以增加结构物的拉伸强度,还可以
通过与胶粘剂的固结作用增加结构物的抗剪强度。

碳纤维布与胶粘剂之间
的黏合力可以承受结构物受力时的剪切力,从而提高结构物的整体抗剪能力。

3.建筑物修复:在建筑物修复中,碳纤维布可以被用作修补钢筋和混
凝土结构的缺陷和损伤。

碳纤维布在混凝土表面的应用可以提供额外的约
束力量,减少对损坏结构的加载,使其大大增强桥梁或大型科技设施等建
筑物的能力。

4.防止裂纹扩展:碳纤维布的应用可以有效地减缓或阻止结构物中的
裂纹扩展。

它可以通过在裂缝周围生成一个弹性约束来防止裂缝的进一步
发展。

碳纤维布的高强度和优异的抗剪强度,使其能够有效地固定和连接
裂缝表面,从而防止裂纹的继续扩展。

5.长期耐久性:碳纤维布具有良好的耐腐蚀性和耐老化性,能够长期
保持其强度和性能。

经过适当的处理和养护,碳纤维布可以在结构物中长
期使用,提供持久的增强和保护。

总之,碳纤维布加固的原理是利用碳纤维的高强度、高刚度和优异的
抗剪性能等特点,通过与胶粘剂的结合,增加了结构物的强度和刚度。


纤维布还可以用作修复和保护材料,用于修补损坏的结构和防止裂纹扩展。

此外,在长期使用中,碳纤维布还可以提供持久的增强效果,延长结构物的寿命。

碳纤维布加固钢筋混凝土梁抗剪性能试验研究

碳纤维布加固钢筋混凝土梁抗剪性能试验研究
1 2 2 试 验梁的加固方案 ..
情况及破坏特征 见表 2 。
表 2 试 验梁的承 载力及破坏特征试验结果
编号 B , I1 B L2 B, I3 B, I 4 剪跨 区全贴
7 0
考虑到有些梁底部有管 网或者其 他设备 无法设 置 u 型箍 的 情况 , 本次试验加 固措施 为 : 在剪跨 区段 内在梁 两侧 粘贴碳 纤 维
本次试验共制 作 5根梁 , 采用 卧式 浇筑 , 人工 拌和 , 入式振 2 试验 加载 方式 插 动棒振捣密实 。混凝土养护为 自然养护 , 预留了 1 3 10mmX 组 块 5 本次试验采用静力加载 , 利用分配梁使用两点加载方式。 1 0mm×10mm标准 立方 体试块 , 块 和试 件相 同条 件 养护 。 5 5 试 试验采 用分 级加 载方式[ 每级荷载 1 N, 引, 0k 持荷 时间 5mi, n 实测混凝土 2 8d立方体抗压强度见表 1 。 待仪表 的示值基本稳定后观察混凝 土裂缝开 展情 况 , 记录碳纤 并
/ N k
8 5
1O 1
15 5
15 4
15 4
条长度为 70m B - 剪跨 区段 内贴 401T宽 的纤 维布 ; 0 m;L4为 5 t TI l B- L5为在剪 跨区段内贴 4 0mm 宽的纤 维布 , 5 上下两侧加 5 0mm
宽 的压条 , 压条 长度为 60mm。 5 1 2 3 应变测点 布置 方式 .. 在碳纤维布加 固后的试验梁上布置 4片应 变片。其 中应 变片 12 图 1图 2所示 , ,如 , 应变片 34布置在梁对称位置的另一侧 。 ,
至 一
剪跨 比为 20 .。跨度 z 0 m, =2 0 净跨 z=2 0 m, 土保 4 m 0 0m 混凝 2

碳纤维布增强混凝土梁的抗剪性能研究

碳纤维布增强混凝土梁的抗剪性能研究

碳纤维布增强混凝土梁的抗剪性能研究一、研究背景混凝土结构是现代建筑中最常见的结构形式之一,但是在实际应用中,混凝土结构经常会出现开裂、变形等问题。

为了提高混凝土结构的性能,近年来出现了一种新的增强材料——碳纤维布。

碳纤维布是一种具有高强度、高模量、轻质化等优点的新型复合材料,可以与混凝土结构相结合,提高混凝土结构的抗剪性能,从而提高其整体性能。

二、研究目的本研究旨在探究碳纤维布增强混凝土梁的抗剪性能,为混凝土结构的加固与修复提供理论依据和技术支持。

三、研究方法1. 实验设计本研究采用试验方法,将混凝土梁加固或修复后进行拉伸试验和剪切试验,分析其力学性能。

具体实验设计如下:(1)试验对象:混凝土梁。

(2)试验材料:碳纤维布、环氧树脂、混凝土。

(3)试验参数:碳纤维布层数、碳纤维布的粘结方式、混凝土的配合比等。

2. 实验步骤(1)制备混凝土梁。

(2)将碳纤维布粘贴在混凝土梁上。

(3)将环氧树脂涂抹在碳纤维布上,使其与混凝土梁紧密结合。

(4)等待环氧树脂干燥。

(5)进行拉伸试验和剪切试验。

3. 实验结果分析(1)拉伸试验:测量混凝土梁在拉伸过程中的变形和破坏强度。

(2)剪切试验:测量混凝土梁在剪切过程中的变形和破坏强度。

四、研究结果1. 碳纤维布层数对混凝土梁抗剪性能的影响(1)单层碳纤维布加固:可以明显提高混凝土梁的抗剪性能。

(2)多层碳纤维布加固:可以进一步提高混凝土梁的抗剪性能,但是由于碳纤维布层数过多,会使得混凝土梁的刚度变大,从而导致其在承受荷载时出现过度刚性的问题。

2. 碳纤维布的粘结方式对混凝土梁抗剪性能的影响(1)机械粘结:碳纤维布与混凝土梁之间采用机械连接的方式,可以提高混凝土梁的抗剪性能。

(2)化学粘结:碳纤维布与混凝土梁之间采用化学连接的方式,可以进一步提高混凝土梁的抗剪性能,但是需要注意化学粘结的环氧树脂的使用量,过量使用会导致粘结效果变差。

3. 混凝土的配合比对混凝土梁抗剪性能的影响(1)水灰比:水灰比过大会导致混凝土梁的强度降低,抗剪性能变差。

粘贴碳纤维布提高钢筋混凝土梁抗剪承载力

粘贴碳纤维布提高钢筋混凝土梁抗剪承载力

《桥梁加固与改造技术》—关于粘贴碳纤维布提高钢筋混凝土梁抗剪承载力的读书报告日期:2011年12月18日粘贴碳纤维布提高钢筋混凝土梁抗剪承力的读书报告摘要:为了全面研究碳纤维布加固钢筋混凝土梁抗剪受力性能,本文基于凌老师的讲课内容,并通过阅读其他相关文献(试验参考天津大学土木工程系所做12根碳纤维布补强加固钢筋混凝土梁),分析了用碳纤维布加固后梁的抗剪破坏特征、抗剪承载力以及影响碳纤维布抗剪加固效果的因素(碳纤维布的粘贴层数、碳纤维布的宽度和间距、梁的剪跨比及梁的配箍情况等)。

分析结果表明,采用碳纤维布加固对提高钢筋混凝土梁的受剪承载力有明显的效果,并可改善钢筋混凝土梁的变形性能,增强其变形能力。

在此基础上提出了碳纤维布加固钢筋混凝土梁受承载力计算公式,通过对比其他试验,得出公式的适用性及其有待改进的地方。

关键词:碳纤维布;钢筋混凝土梁;加固;抗剪承载力1 前言1.1 纤维增强材料用于加固钢筋混凝土梁的研究状况1.1.1 国外研究状况1981 年,瑞士Merci 最早采用粘贴碳纤维复合材料(CFRP)加固了Ebach 桥。

此后十年间,国外许多学者对采用纤维材料加固钢筋混凝土构件进行了深入的研究,Philip,Alfarabi Shad、L.C.Hollaway及Hamid saadatmanesh等分别使用玻璃纤维增强塑料(Glass Fiber Reinforced Plastics 简称GFRP)、碳纤维增强塑料(Carbon Fiber Reinforced Plastics 简称CFRP)、及芳纶纤维增强塑料(Aarmid Fiber Reinforced Plastics 简称AFRP)进行了构件受弯加固试验,试验中纤维增强塑料加固梁发生了不同的破坏状态,主要包括:(1)纵筋屈服后,混凝上压碎;(2)纵筋屈服后,碳纤维拉断;(3)纵筋屈服前,混凝土压碎;(4)由于弯剪斜裂缝的出现,使碳纤维在该裂缝处剥离,并由于该裂缝的发展,使碳纤维剥离一直延伸至端部,造成破坏;(5)由于碳纤维端部应力集中,使该处混凝土出现裂缝,从而使混凝土在纵筋位置处发生保护层的拉剪破坏;(6)由于碳纤维与混凝土的锚固不足发生的锚固破坏。

碳纤维布增强混凝土构件受剪承载力的计算分析

碳纤维布增强混凝土构件受剪承载力的计算分析

碳纤维作为一种新型加固材料,正日益广泛的应用到工程项目中来。

近几年来,日本和西方一些国家的研究人员进行了大量的研究。

对纤维类材料抗剪加固的研究,最早是由麻省理工学院的Berset教授负责进行的,他所使用的材料是玻璃纤维。

Berset教授对混凝土梁的加固方法是,在梁的剪弯区段内,用环氧类粘接剂将玻璃纤维织物粘贴到梁的两个侧面,从而达到抗剪加固的目的。

Berset教授根据试验,还提出了一个模型,他认为纤维类材料对混凝土梁抗剪性能的作用与箍筋相类似,作用的大小取决于试验中纤维材料所能达到的最大应变。

此后,更多的人开始了这方面的研究,研究主要集中与以提高混凝土梁斜截面承载力为目的的斜截面加固。

众多的研究认为,纤维类材料对钢筋混凝土梁斜截面承载力的提高作用明显,而且所起的作用与箍筋类似。

众多文献和试验结果均表明碳纤维布在混凝土构件中的受剪承载力的发挥类似于箍筋。

以下将基于“桁架一拱”模型,从理论上推导钢筋混凝土构件的受剪承载力公式,并分析外包碳纤维布所发挥的作用,从而得到碳纤维布加固钢筋混凝土构件受剪承载力的建议公式。

1、桁架模型桁架机构的计算简图如图1所示。

AGF区为斜裂缝带,存在有一定角度功的斜压应力场。

由于外包碳纤维布的存在,对混凝土有约束的作用,所以在斜裂缝区域,桁架模型中混凝土压杆实际受压的有效面积增大,近似认为全截面受压。

图1 桁架机构计算简图定义桁架机构的箍筋有效配箍率为:(1)碳纤维布的折算配箍率为:(2)是指穿过范围内碳纤维的横截面积。

考虑到碳纤维布应力发挥的不均匀性,碳纤维布强度折减系数,即取碳纤维布在发挥作用时的实际强度为。

在图1中沿直线AG取剖面,取下半部分隔离体得到图2,取上半部分得图3,由图2,桁架模式中承担剪力为:①。

无机胶外贴U形碳纤维布加固钢筋混凝土梁抗剪性能的研究的开题报告

无机胶外贴U形碳纤维布加固钢筋混凝土梁抗剪性能的研究的开题报告

无机胶外贴U形碳纤维布加固钢筋混凝土梁抗剪性能的研究的开题报告题目:无机胶外贴U形碳纤维布加固钢筋混凝土梁抗剪性能的研究研究背景和意义:钢筋混凝土梁结构在现代建筑中得到了广泛应用。

然而,在梁的受力过程中,受剪力作用的程度及其对梁结构的安全性产生的影响易被忽视。

虽然钢筋在梁中扮演了主要的承载角色,但它们也有可能遭受折断或锈蚀等问题。

当梁受到较大的剪力时,这些问题会对结构的稳定性产生极大的负面影响。

在短期内,维修和加固是保证钢筋混凝土梁结构安全性的有效措施。

目前,对于钢筋混凝土梁的加固方法,很多国家都采用了U形碳纤维布+无机玻璃胶的方式进行加固。

这种方法可以有效地提高混凝土梁的抗剪性能,从而保证结构的安全性。

本研究旨在探究无机胶外贴U形碳纤维布加固在提高钢筋混凝土梁抗剪性能方面的作用及影响,为结构工程领域的加固技术提供更加实用的方法和意见。

研究内容和方法:1. 研究目标:探究无机胶外贴U形碳纤维布加固在提高钢筋混凝土梁抗剪性能方面的作用及影响。

2. 研究内容:(1)对不同类型梁的初步测试,包括钢筋混凝土梁以及直径不超过16mm的钢筋混凝土梁;(2)无机胶外贴U形碳纤维布加固的材料特性分析;(3)开展U形碳纤维布加固后,梁的抗剪性能测试,包括开裂荷载、极限荷载、破坏模式等;(4)建立数学模型,分析不同条件下的数据。

3. 研究方法:(1)通过试验研究来分析无机胶外贴U形碳纤维布加固在提高混凝土梁抗剪性能方面的作用;(2)测量试验数据,并统计结果,建立数学模型,分析不同条件下的数据(如梁的长度、高度等)。

预期结果和研究意义:通过本研究,可以进一步探究无机胶外贴U形碳纤维布加固在提高钢筋混凝土梁抗剪性能方面的作用及影响,为工程领域提供更为实用的加固方法与手段。

同时,本研究还可为类似结构抗剪性能提高的研究提供有益的参考意见与方法。

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通过一个 200kN 液压千斤顶和加载梁在混凝土梁 顶实现两点竖向对称加载 ( 图 2) 。每个试件按照每级
3 国家科技支撑计划 (2006BAJ03A07) ;上海市科学技术委员会科研 攻关项目 (032112060) 联合资助 。
作者简介 :李翔 ,博士 ,讲师 ,Email :lixiang @mail . tongji . edu. cn 。
图 1 试件截面尺寸及加固详图
213 试验结果 除梁J23 发生受弯破坏以外 ,斜裂缝一般在加载点
附近的梁底首先出现 ,并且逐渐向加载点延伸而成为 主裂缝 ,斜裂缝与梁轴线夹角介于 45°~55°之间 ,见图 3 。随着荷载增加 ,斜裂缝宽度不断增加 ,与裂缝相交 的布条逐渐发挥作用 。当布条承受的拉力超过斜裂缝 上方布条所能提供的粘结力时 ,纤维便从混凝土表面 剥离 ,加固梁就会发生剪切破坏 。如果布条端部设置
1 前言 《混凝土结构加固设计规范》( GB50367 —2006) [4]
和美国《外贴纤维复合材料加固混凝土结构设计和施 工指南》(ACI440 —2R —02) [5] 分别要求被加固构件的 混凝土立方体和圆柱体抗压强度不应低于 15MPa 和 17MPa 。实际工程中 ,有很多既有混凝土结构存在强度 偏低的现象 。以上海市为例 ,一大批建于上世纪初的 优秀历史建筑以及一些中小型桥梁的混凝土立方体抗 压强度普遍低于 15MPa 。一些新建结构偶尔也会出现 混凝土强度偏低的问题 。因此研究低强度混凝土梁粘 贴碳纤维布加固技术具有广泛的工程应用背景 。考虑 到低强度混凝土与碳纤维布之间粘结强度较低 ,构件 极易因剥离而导致破坏 ,故应对碳纤维布加固低强度混 凝土梁的受力性能进行深入研究 ,并应充分考虑碳纤维 布剥离的影响以确定加固梁抗剪承载力的计算方法 。 2 试验研究 211 试件设计与制作
(1)
式中 ,σf 为纤维拉应力 ,εf 为纤维布应变 , tf 为纤维布

∫ = A2 B Ef tf (e - Bs - e - 2Bs ) d s = 015 A2 Ef tf (3) 0
式中 , s 为界面相对滑移 , A , B 为常量 , cf 为断裂能常
假设碳纤维布和混凝土之间界面剪应力 τf 在粘 结面宽度方向均匀分布 ,由图 4 碳纤维布微段 d x 的力
47
注 :括号外数值为相邻裂缝开裂荷载值ΠkN ,括号内数值为裂缝宽度Πmm。
图 3 加固梁典型剪切破坏形态
平衡关系可得到τf 为 :
τf = tf dσfΠd x = tf Ef dεfΠd x
第 38 卷 第 7 期
建 筑 结 构
2008 年 7 月
碳纤维布加固低强度混凝土梁的抗剪性能 3
李 翔 , 顾祥林 , 张越芳
(同济大学建筑工程系 ,上海 200092)
[摘要 ] 采用外贴 U 形碳纤维布条的方法对 12 根低强度 ( f cu ≤15MPa) 混凝土梁进行了抗剪加固试验 。结果表明 , 外贴碳纤维布能够明显改善低强度混凝土梁的抗剪性能 ,梁破坏主要源于纤维布剥离 ,如果布条端部设置压条 ,加 固梁破坏前有明显先兆 。基于断裂力学模型 ,由拉剪粘结试验确定碳纤维布剥离时所能承受的有效拉力 ;利用平面 桁架模型 ,提出加固梁外贴 U 形碳纤维布条剥离时抗剪承载力的计算方法 。计算和试验结果的比较分析表明 ,所 提方法可用于低强度混凝土梁的抗剪加固设计 。 [ 关键词 ] 碳纤维布 ; 低强度混凝土梁 ; 加固 ; 抗剪性能 ; 剥离
采用相同的锚固方法和布条粘贴中心间距 ,随着 U 形布宽度的增加 ,第 2 ,3 组试件的抗剪承载力逐渐 提高 。与普通钢筋混凝土梁抗剪性能相似 ,混凝土强 度越大 ,第 4 组试件抗剪承载力越大 。试验结果证实 , 外贴足够宽度的碳纤维 U 形布条和压条可明显改善低 强度混凝土梁的抗剪性能 ,而剥离成为影响抗剪加固 效果的主要因素 。 3 加固梁抗剪承载力的计算 311 碳纤维布剥离时的拉剪承载力
Shearing behavior of low strength reinforced concrete beams strengthened with carbon fiber composite sheets Li Xiang , Gu Xianglin ,Zhang Yuefang
(Deparment of Building Engineering , Tongji University , Shanghai 200092 ,China) Abstract :Low strength reinforced concrete beams (the cubic strength of concrete f cu ≤15MPa) were strengthened by gluing carbon fiber composite U type strips across the beam section to enhance the shearing behavior of beams , and corresponding tests for 12 strengthened beams were done in the lab. Test results show that the method can be applied to improve the shear behavior of low strength reinforced concrete beams. Using the additional anchoring sheets at the end of U type strips , shearing capacity and deformation ability of reinforced concrete beams can be improved obviously. With the help of fracture mechanics and bond strength test , the effective pulling force between carbon fiber composite sheets and concrete was calculated. Based on the plane truss model , the calculation method to determine the shearing bearing capacity of low strength reinforced concrete beams was proposed when sheets debonded. Verified by the test results , it can be concluded that the proposed method can be used in the shearing strengthening design of low strength reinforced concrete beams. Keywords :carbon fiber composite sheet ; low strength reinforced concrete beam ; strengthening ; shearing behavior ; debonding
60
U 形布条 + 钢板压条 对穿螺栓松脱 ,压条失
+ 对穿螺栓
效 ,布条剥离
7510
816
J25 619Π514
60
U 形布条 + 钢板压条 膨胀螺栓、压条和混凝
+ 膨胀螺栓
土一起脱落 ,布条剥离
7316
1517
J2321 619Π514 20 U 形布条 + 2 道布压条 压条和布条一起剥离 6011 417 J2322 619Π514 40 U 形布条 + 2 道布压条 压条和布条一起剥离 6215 610
设计制作了 4 组 12 根低强度混凝土梁 ,试件分批
46
浇筑 。考虑楼板的影响并便于施工作业 ,采用外贴碳 纤维 U 形布条的加固方案 ,布条在距梁顶 50mm 位置 处截断 。第 1 组试件外贴相同用量的 U 形布条 ,改变 U 形布条端部锚固方式 ;保持布条间距不变 ,第 2 组试 件采用 2 道布压条作为附加锚固措施 ; 第 3 组试件采 用设置钢板压条和对穿螺栓的方法 ,改变 U 形布条宽 度 ;第 4 组试件改变混凝土强度 。为单独研究外贴碳 纤维布对试件抗剪承载力的影响 ,12 个试件均为无腹 筋矩形截面梁 ,梁底配以 2 ⊥○18 纵筋 ,试件尺寸统一取 2 600 ×150 ×300 。试件编号和加固方法如表 1 所示 , 试件尺寸和加固详图如图 1 所示 。 212 试验装置
40
U形布条 + + 对穿螺栓
钢板压条
支座滑动
,斜压破坏
5312
819
注 :以 J20 为对照梁 ,J21~J25 为第一组试件 ; 以 J23 ,J24 为对照 梁 ,J2321 ,J2322 和 J2421 ,J2422 分别为第二 、三组试件 ; 以 J2422 为对照 梁 ,J242221 ,J242222 为第四组试件 。 Pu 为试验承载力 ,Δu 为破坏挠 度 ,即试件达到极限承载力时测得的跨中挠度 ; 试件 J242221 剪跨比 为 219 ,试件 J242222 剪跨比为 114 ,其余试件剪跨比均为 212 ; 加固采 用 TORAY公司生产的名义厚度为 01111mm 碳纤维布 ; 纵筋 f y (2 ⊥○ 18) = 356MPa ;碳纤维布 f fu = 4 286MPa , Ef = 25615 GPa 。
J2421 713Π617
20
U形布条 + + 对穿螺栓
钢板压条
锚固失效
,布条剥离
5315
618
J2422 713Π617
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