碳纤维布加固梁的计算

一 。 Ａ （） ０ ９
受 拉 区钢筋 合力 作用 点取 矩 ， 可得界 限破 坏 时的受 弯 承载力 ：
ｂ６ ｈ 一 ／ ）＋ Ａ ｈ 一ａ ｘ （ ０ ６２ （ ０ ）＋ Ｅ
其 中 ， 为混凝土压应变 为 时 的混凝 土压应 力 ； 为混凝 土轴心抗压强度设计值 ； 为混凝土压应力 刚达 到 时的混凝土 承 载 力 ： 压应变 ； 为正截面 的混凝土极 限压应变 。
２ 材 料本 构关 系
混凝土的单轴受压应力应变关系采用文献［ ］ ７ 中建议的公式。
．
０ ｘ ＋ Ａ ＝ Ｅ，Ａ ｆ ６ ， ＬＡ ＋ ｃ Ａ ｂ
８ｃ ｕ
＝
（） ７
（） ８
ＸＯ ＇ｂ
＝
ｘ／ ｌ ｂ ￣
／ ７ ，
一
Ｉ ＸＯ ｔ ｂ
一
６ ｌ ／
中 图 分 类 号 ：Ｕ ４ ． Ｔ ７６ ３ 文献 标 识 码 ： Ａ
由于 碳 纤 维 布 的 优 异 性 能 及 便 捷 的 施 工 工 艺 ， 纤 维 布 在 结 ３ 极 限承 载力 计算 碳 构 加 固 工 程 中 的 应 用 和 研 究 日趋 广 泛 ¨．。 碳 纤 维 布 加 固混 凝 土 ３ １ 破 坏 模 式 对 应 的应 变状 态 ２ ］ ． 受 弯 构 件 存 在 碳 纤 维 布 不 能 被 充 分 利 用 ， 筋 完 全 发 挥 强 度 时 碳 钢 当加 固梁 发 生 界 限破 坏 时 ， 压 区 边 缘纤 维混 凝 土应 变 ｓ 达 受
盯
ｆ
区域 内， 通常通 过构造 措施 、 定最小 混凝 土强 度来 控制 。采 用 规 预应力碳纤维布加 固时 ， 以降低 梁 的竖 向相 对变 形 ， 小剥 离 可 减 剪应力 ， 避免了粘结剥 离破 坏 ， 相对 地提高 了极 限承载力 。其 中 ，
图 １ 界 限 破 坏 时 截 面 应 变 、 力分 布 图 应
受拉破坏模式对应 的混凝土 与 Ｃ Ｒ Ｆ Ｐ板的应变状态分 别为 ：
＜ ，尸 占 ＝ 占 ｏ＋ 占 ＝ ， ＋占ｒ 占 占 ｑ＜ （） ５ （） ６
受压破坏模式对应 的混凝土与 Ｃ Ｒ Ｆ Ｐ板的应 变状 态分 别为 ：
２ 受压破 坏 ： 区混凝 土压碎 而 Ｃ Ｒ ） 压 Ｆ Ｐ板 未拉 断 。３ 受拉 破坏 ： ）
当 ≤ 时 ：
其中 ， ， 分 别 为 界 限破 坏 时 截 面 的等 效 受 压 区高 度 和 扎 ｓ
ｚ ）（ ］ ［ 一 ２ ）
当 ０ ≤８ 时 ： ＜
ｏ ＝ ｒ
（ １ ）
（） ２
ＣＲ Ｆ Ｐ板 的 极 限 应 变 增 量 ， ＝ Ｍ“ ＝
． ＣＲ Ｆ Ｐ板拉断而压 区混凝 土未压 碎 。４） 粘结破 坏 ： 碳纤 维布与 混 ３ ２ 界 限破 坏
凝土基层 间的粘结层剥离破坏 ， 为脆 性破坏 。５ 混凝土梁 剪切破 ）
坏 等 ， 脆性 破 坏 。 为
由于碳纤维布与结构胶之 间、 结构胶 与混凝土之 间的粘 结强
度， 在保 证粘 贴 质 量 的 情 况 下 ， 大 于 混 凝 土 （ 表 层 混 凝 土 ） 都 或 的 抗 拉 强 度 ， 以绝 大 多数 的 剥 离 破 坏 都 发 生 在 构 件 混 凝 土 保 护 层 所
题 ］ 。为 此 ， 文 通 过 对 预 应 力 碳 纤 维 布 加 固钢 筋 混 凝 土 梁 的 本
加 ，
有：
＝ ， ＋ ＝占， 占 ｉ Ｉ （） ４
受力过程进行分析 ， 结合 我 国现行规 范 ， 定加 固梁 的截面 应 假 变符合平截面假定 ， 通过 截面 极限状 态分 析 ， 分别 提出 了界 限破
其 中 ， Ｃ Ｒ ｓ 为 Ｆ Ｐ板 的最大应变增量 ， 也称预应力碳纤维布名
义拉应变 。
坏、 受压破坏 和受拉破坏模式下 受弯承载力的理论 计算公式。
１ 破 坏形 式
根据试验研究 ， 粘贴 预应力 Ｃ Ｒ Ｆ Ｐ板 加 固混凝 土梁 的破坏 模
式 有 以下 几 种 ：） 限 破 坏 ： 区混 凝 土 压 碎 同 时 Ｃ Ｒ １界 压 Ｆ Ｐ板 拉 断 。
纤维布才发挥出不到 ２ ％的强度 ； ０ 使用 阶段 的加 固效 果不 明显 的 到其极限压应变 的同时 Ｃ Ｒ Ｆ Ｐ板达 到其极 限拉应变 ８ 。由于 缺点 ， 采取对碳 纤 维 布先施 加 预应 力 技术 可有 效 地解 决上 述 问 在 加 固前 对 碳 纤 维 布 施 加 预 应 力 ， 应 力 碳 纤 维 布 存 在 预 拉 应 变 预
图 １ 界 限破 坏 状 态 ， 受 压 区 混 凝 土 达 到 极 限 压于 弯 曲破 坏 ， 两种 破坏模 式为 脆性 破坏 ， 后 设计 中 时碳 纤维 布达 到 极 限 拉 伸 应 变 而 被 拉 断 。 混 凝 土 受 压 区 的应 力 应避免 。 可 以 用 等 效矩 形 应 力 图 表示 。 由水 平 方 向 内力 相等 有 ：
碳 纤 维 布 加 固 梁 的 计 算
周 丽
摘 要 ： 过 对 预 应 力碳 纤 维 布加 固钢 筋 混 凝 土 梁 的 受 力 过 程 进 行 分 析 ， 合 我 国现 行 规 范 ， 定 加 固 梁 的截 面应 变 符 通 结 假
合 平 截 面 假 定 ， 过 截 面极 限 状 态 分析 ， 别 提 出 了界 限破 坏 、 压破 坏 和 受拉 破 坏模 式 下 受 弯 承 载 力 的 理论 计 算 公 式 。 通 分 受 关 键 词 ： 应 力 ， 纤 维 ， 筋 混凝 土 梁 ， 构 加 固 顸 碳 钢 结
第 ３ ７卷 第 １ ５期 ２０ １ １年 ５ 月
山 西 建 筑
ＳＨＡＮＸＩ ＡＲＣＨＩ ＴＥＣＴＵＲＥ
Ｖｏ ． １３７ Ｎｏ． ５ １
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文 章编 号 ：０ ９ ６ ２ （ ０ ） ５ ０ ３ — ２ １０ －８ ５ ２ １ １ —０ ７ ０ １