二次受力下外粘纖維片材加固鋼筋混凝土梁抗彎承載力

為研究cfrp加固有損傷梁的抗剪性能,基于鋼筋混凝土梁抗剪理論,運(yùn)用有限元分析軟件建立cfrp加固有損傷梁的三維有限元模型;采用數(shù)值模擬計(jì)算方法,分析不同加固量和加固方式對(duì)二次受力下cfrp加固鋼筋混凝土梁的抗剪極限承載力的貢獻(xiàn)和加固效果的影響.研究結(jié)果表明:隨著碳纖維布加固量的增多,梁的抗剪極限承載力也隨之增大,且環(huán)包加固效果好于"u"形粘貼,碳纖維布在鋼筋混凝土梁抗剪加固中對(duì)提高梁的極限承載力貢獻(xiàn)較大.

通過(guò)分析大量試驗(yàn)數(shù)據(jù),比較目前各種碳纖維布(cfrp)抗剪承載力計(jì)算公式,擬合出了比較簡(jiǎn)化的計(jì)算公式。粘結(jié)破壞影響了碳纖維應(yīng)力水平的發(fā)揮,對(duì)碳纖維布抗剪承載力計(jì)算起關(guān)鍵作用的是碳纖維布的有效應(yīng)變。碳纖維布的有效應(yīng)變與混凝土的強(qiáng)度成正比,與配纖率和碳纖維的彈性模量乘積成反比。工程設(shè)計(jì)中,要注意盡量減小碳纖維布鋪設(shè)間距,不能通過(guò)增加粘貼層數(shù)來(lái)提高碳纖維布的抗剪能力。

針對(duì)試驗(yàn)鋼筋混凝土梁件,考慮不同的初始應(yīng)力水平,根據(jù)三種碳纖維布滯后應(yīng)變?chǔ)與f0的計(jì)算方法,比較分析了鋼筋混凝土梁抗彎承載力及屈服荷載的情況。

通過(guò)試驗(yàn)，本文對(duì)用碳纖維加固的二次受力鋼筋砼梁的破壞特性、屈服彎矩、極限承載力、剛度等進(jìn)行了研究與分析。

研究火災(zāi)后鋼筋混凝土梁抗剪承載力,建立了鋼筋混凝土梁的非線性有限元模型,對(duì)其在火災(zāi)后的抗剪性能進(jìn)行了數(shù)值模擬。有限元模型考慮了火災(zāi)作用后混凝土和鋼筋的材料損傷,分析了火災(zāi)時(shí)間、剪跨比、混凝土強(qiáng)度、箍筋直徑和箍筋間距對(duì)鋼筋混凝土梁抗剪承載力和剛度的影響程度。結(jié)果表明,隨著火災(zāi)時(shí)間的增加、剪跨比的增大或混凝土強(qiáng)度的下降,火災(zāi)后鋼筋混凝土梁的抗剪承載力和剛度均明顯下降。隨著箍筋直徑的下降或箍筋間距的增大,火災(zāi)后鋼筋混凝土梁的抗剪承載力下降,而剛度變化較小。

第28卷增刊ivol.28sup.i工程力學(xué) 2011年6月june2011engineeringmechanics60 ——————————————— 收稿日期：2010-10-24；修改日期：2010-12-17 基金項(xiàng)目：國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(51008182)；住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部2008年科學(xué)技術(shù)項(xiàng)目(2008-k2-9)；山東建筑大學(xué)博士科研基金項(xiàng)目 作者簡(jiǎn)介：*李士彬(1978―)，男，山東禹城人，講師，博士，主要從事混凝土結(jié)構(gòu)基本理論方面的研究(e-mail:lsbtj@163.com)； 張?chǎng)?1964―)，男，山東寧陽(yáng)人，教授，博士，博導(dǎo)，主要從事工程結(jié)構(gòu)鑒定加固與改造方面的研究(e-mail:zhangxin1964@163.com); 賈留東(1963―)，男，山東菏澤人，副教授，學(xué)士，碩導(dǎo)，主要從事工程

不同設(shè)計(jì)規(guī)范鋼筋混凝土梁的抗剪承載力分析

為研究箍筋銹蝕鋼筋混凝土梁抗剪性能退化規(guī)律,在考慮質(zhì)量損失影響的基礎(chǔ)上,對(duì)48根混凝土中自然銹蝕光圓鋼筋試件進(jìn)行軸向拉伸試驗(yàn)。結(jié)果表明:鋼筋試件大多斷面整齊,基本無(wú)頸縮現(xiàn)象,表現(xiàn)為脆性破壞;隨著質(zhì)量損失的增大,鋼筋的屈服平臺(tái)縮短甚至消失,極限變形顯著減小。經(jīng)回歸分析,建立了自然銹蝕光圓鋼筋的強(qiáng)度退化模型?？紤]鋼筋銹蝕對(duì)箍筋截面面積和力學(xué)性能及混凝土截面的影響,基于《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》(gb50010-2002)以剪壓破壞的受力特征為基礎(chǔ)建立的混凝土梁抗剪承載力計(jì)算公式,提出了箍筋銹蝕鋼筋混凝土梁的抗剪承載力估算公式。并且,對(duì)所提出的箍筋銹蝕鋼筋混凝土梁的抗剪承載力的理論預(yù)測(cè)進(jìn)行了試驗(yàn)驗(yàn)證。計(jì)算結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果吻合較好,且偏于安全。

預(yù)應(yīng)力碳纖維布加固鋼筋混凝土梁的抗彎承載力分析

預(yù)應(yīng)力碳纖維布加固鋼筋混凝土梁抗彎承載力計(jì)算_高仲學(xué)

從基本假定、計(jì)算原理、簡(jiǎn)化計(jì)算幾個(gè)方面入手,按中美規(guī)范對(duì)單筋正截面受彎承載力的計(jì)算進(jìn)行了比較和分析,得出了一些有意義的結(jié)論。對(duì)工程人員技術(shù)人員進(jìn)一步了解我國(guó)規(guī)范與美國(guó)規(guī)范在受彎構(gòu)件計(jì)算上的差異具有一定的積極作用。

從混凝土受彎構(gòu)件的基本假定和基本公式出發(fā),推導(dǎo)出采用內(nèi)力臂系數(shù)進(jìn)行受彎承載力計(jì)算的簡(jiǎn)化公式。經(jīng)過(guò)大量計(jì)算,分析了彎矩、配筋率和混凝土強(qiáng)度對(duì)內(nèi)力臂系數(shù)的影響。最后,基于在我國(guó)混凝土梁縱向受拉鋼筋配筋率基本不大于1.6%的情況,建議采用簡(jiǎn)化公式進(jìn)行梁配筋設(shè)計(jì)時(shí)。內(nèi)力臂系數(shù)可取0.80(c30混凝土,hrb40鋼筋)或0.85(c35混凝土,hrb400鋼筋)。

鋼筋混凝土構(gòu)件的強(qiáng)度在實(shí)際使用中會(huì)由于火燒、碰撞、腐蝕等現(xiàn)象受到影響,其中腐蝕的影響是最為普遍的。鋼筋腐蝕會(huì)引起混凝土與鋼筋之間的粘結(jié)退化,減小兩者之間的粘結(jié)力進(jìn)而減小鋼筋混凝土構(gòu)件的承載力。目前由鋼筋腐蝕產(chǎn)生粘結(jié)力退化(特別是局部粘結(jié)的退化)而引起構(gòu)件承載力降低的問(wèn)題尚未得到有效解決。以跨中單點(diǎn)加載簡(jiǎn)支梁為例,通過(guò)理論分析,提出一種計(jì)算局部無(wú)粘結(jié)情況下抗彎承載力的簡(jiǎn)化計(jì)算模型,并通過(guò)試驗(yàn)驗(yàn)證了模型的準(zhǔn)確性。

通過(guò)對(duì)4根試驗(yàn)梁抗彎試驗(yàn),其中1根為對(duì)比梁,3根預(yù)裂程度相同的加固梁進(jìn)行分析。得出各構(gòu)件梁在用cfrp板嵌入法加固后,剛度均有較大提高,裂縫寬度和撓度值也明顯減小,極限承載力得到顯著提高。并對(duì)malek于1998年提出的外貼法彎剪組合模型的公式進(jìn)行簡(jiǎn)化修正,驗(yàn)算得到的承載力與試驗(yàn)值較為吻合,說(shuō)明cfrp嵌入式加固受損鋼筋混凝土梁行之有效。

通過(guò)14根玻璃纖維布加固的鋼筋混凝土粱試驗(yàn)研究,證明經(jīng)玻璃纖維布加固的鋼筋混凝土粱抗彎承載力提高較多。加固效果明顯。在試驗(yàn)的基礎(chǔ)上對(duì)玻璃纖維布加固的鋼筋混凝土梁正截面抗彎承載力計(jì)算方法進(jìn)行了分析。根據(jù)不同的破壞模式提出了不同的極限狀態(tài)計(jì)算公式,給出了最大和最小玻璃纖維布使用面積的計(jì)算方法。同時(shí),根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果和美國(guó)frp加固設(shè)計(jì)規(guī)范提出了玻璃纖維布加固鋼筋混凝土粱的相對(duì)界限受壓區(qū)高度和設(shè)計(jì)極限拉應(yīng)變。計(jì)算結(jié)果表明,本文建立的計(jì)算公式與試驗(yàn)值吻合較好,誤差較小。

在cfrp加固鋼筋混凝土梁受剪承載力的基本假定的基礎(chǔ)上,采用桁架-拱模型,推導(dǎo)出了一次受力下cfrp布加固鋼筋混凝土梁的斜截面受剪承載力計(jì)算公式,考慮了cfrp受力的不均勻性,采用cfrp的有效應(yīng)變,并在一次受力的基礎(chǔ)上,考慮了二次受力對(duì)cfrp抗剪的不利,推導(dǎo)出了二次受力下cfrp布加固鋼筋混凝土梁的受剪承載力公式.

對(duì)17根考慮二次受力的碳纖維加固鋼筋混凝土梁進(jìn)行抗彎性能試驗(yàn),考慮縱向鋼筋的配筋率、碳纖維數(shù)量以及加固時(shí)的應(yīng)力水平對(duì)加固效果的影響。試驗(yàn)研究表明,碳纖維具有良好的加固效果,第一階段應(yīng)力的存在會(huì)使加固效果降低,配筋率、碳纖維加固量等對(duì)碳纖維的應(yīng)變影響較大

總結(jié)纖維布加固鋼筋混凝土軸心受壓柱的研究成果,分析實(shí)際工程中需加固的鋼筋混凝土柱的受力與《公路橋梁加固設(shè)計(jì)規(guī)范》jtg/tj22-2008之間存在的差異,文章在選擇合理錨固方式的前提下,應(yīng)用彈性力學(xué)理論,分析二次受力情況下纖維布加固鋼筋混凝土軸心受壓構(gòu)件的受力機(jī)理,探討初始加載大小對(duì)加固效果的影響。在考慮加固材料的利用率的基礎(chǔ)上,得出纖維布加固鋼筋混凝土軸心受壓構(gòu)件的抗壓強(qiáng)度計(jì)算公式,并與《規(guī)范》中軸心受壓加固柱的正截面承載力進(jìn)行比較,得出二次受力加固柱的承載力計(jì)算值偏安全,更接近工程實(shí)際。

預(yù)應(yīng)力碳纖維布加固鋼筋混凝土梁的正截面受彎承載力分析

火災(zāi)后鋼筋混凝土梁剩余承載力的分析與計(jì)算——火災(zāi)作用后構(gòu)件的剩余承載力的計(jì)算是以構(gòu)件經(jīng)修復(fù)后可以繼續(xù)使用為前提的。以單筋矩形截面粱為例，忽略了剪切破壞問(wèn)題。從分析計(jì)算構(gòu)件的溫度場(chǎng)著手，提出了一種計(jì)算火災(zāi)后鋼筋混凝土構(gòu)件的剩余承載力的方法，在此...

　第３２卷　第１期華僑大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版）ｖｏｌ．３２?。睿铮薄??。玻埃保蹦辏痹拢辏铮酰颍睿幔臁。铮妗。瑁酰幔瘢椋幔铩。酰睿椋觯澹颍螅椋簦ǎ睿幔簦酰颍幔臁。螅悖椋澹睿悖澹辏幔睿玻埃保薄?　文章編號(hào)：?。保埃埃埃担埃保常ǎ玻埃保保埃保埃埃梗玻埃?銹蝕鋼筋混凝土梁靜承載力性能試驗(yàn) 曾志興１，宋小雷２，３ （１．華僑大學(xué)土木工程學(xué)院，福建泉州３６２０２１； ２．江蘇省建筑科學(xué)研究院有限公司，江蘇南京２１０００８； ３．江蘇省建筑工程質(zhì)量檢測(cè)中心有限公司，江蘇南京２１０００８） 摘要：　通過(guò)對(duì)７根鋼筋混凝土梁的靜載試驗(yàn)，分析剪跨比和鋼筋銹蝕率對(duì)試驗(yàn)梁的承載力、荷載－撓度曲線、 鋼筋和混凝土應(yīng)變變化等力學(xué)性能的影響．結(jié)果表明，剪跨比仍是決定鋼筋銹蝕梁性能的主要因素，鋼筋銹蝕 程度并不改變其破壞類型，但鋼筋

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