关于侧贴预应力cfrp板加固混凝土梁抗弯性能的试验研究

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1、第31卷，第5期中国铁道科学Vo1．31No．52010年9月CHINARAILWAYSCIENCESeptember，2010文章编号：1001—4632(2010)05—0028—07侧贴预应力CFRP板加固混凝土梁抗弯性能的试验研究邓朗妮，陈华，燕柳斌，张鹏，杨帆。，康侃(1．广西工学院土木建筑工程系，广西柳州545006；2．广西大学土木建筑工程学院，广西南宁530004；3．柳州欧维姆机械股份有限公司，广西柳州545005)摘要：采用自主研发的碳纤维增强(CFRP)片材锚具及张拉装置，对8根用CFRP板不同形式加固的钢

2、筋混凝土梁模型试件进行抗弯性能试验，研究预应力碳纤维板侧面加固对被加固钢筋混凝土梁的承载能力、使用阶段变形和裂缝的影响，以及被加固钢筋混凝土梁使用阶段碳纤维板的应力分布和延性。试验结果表明：侧贴预应力碳纤维板加固可明显提高受弯构件开裂荷载及屈服荷载，减小构件使用阶段的变形及裂缝；两端可靠锚固能防止剥离破坏，充分利用材料强度，还能同时改善构件的延性性能。关键词：钢筋混凝土梁；预应力碳纤维板；加固；侧贴；抗弯性能；试验研究中图分类号：U443．34：U445．72文献标识码：A近年来，粘贴碳纤维增强(CarbonFiberRe—作用

3、。为此，本文设计了8根钢筋混凝土试验梁，inforcedPolymer，CFRP)片材加固技术在结构修运用自制的张拉及锚固设备，进行预应力CFRP复工程中的应用日益广泛。但以往的研究与工程应板侧贴加固混凝土梁的抗弯试验，研究在混凝土梁用均表明：传统的外部粘贴CFRP加固技术无法侧面粘贴预应力CFRP板加固构件的受力性能。充分发挥材料的高强性能，对于CFRP加固受弯结构，仅在钢筋屈服以后CFRP的强度才能有效1试验方案地被利用。而对CFRP应用预应力技术便能较好地解决上述问题，同时还能改善构件使用阶段的受1．1试件设计力性能、防止

4、发生剥离破坏以及减小应变滞后现象共设计8根用于抗弯试验的钢筋混凝土梁试等]。件。其截面尺寸为200mmX400mm，全长3800对比2种常用的CFRP加固片材CFRP布和mm，净跨3600mm，受拉区配有220或212mmCFRP板，CFRP板具有质量性能稳定、施工便捷的HRB335受拉钢筋，受压区配有210mm的架等特点。采用CFRP板加固钢筋混凝土梁时，通常立筋，箍筋为8@100iTlrn，试件的具体尺寸及配的做法是将CFRP板粘贴在梁底面受拉区，起到筋如图1所示。试件的混凝土设计强度为C30。加体外配筋的作用；对于预应力C

5、FRP板加固混凝固用CFRP板的宽度为50mm，厚度为1_2mm。土梁，已有的试验及理论研究成果也仅限于梁底加8根梁中，未加固梁1根；侧贴非预应力固[2。]。然而，在实际的加固工程中，当有一些管CFRP板加固梁1根；底面粘贴预应力CFRP板加道、线路等紧挨着梁底面通过，或在梁下有墙体等固梁2根，施加的预应力分别为20和4O．厂u障碍物时，难以实现在梁底面通长粘贴预应力(．厂u为CFRP板的极限抗拉强度，按照国标CFRP板进行结构补强施工，在梁侧面受拉区部位G／T21490-2008的建议取为2300MPa)；其余4粘贴预应力CF

6、RP板理论上也能起到所需的加固根为侧贴预应力CFRP板加固梁，这4根梁包括2收稿日期：2009—12—2O；修订日期：2010—05—14基金项目：国家自然科学基金资助项目(50768002)；广西自然科学基金资助项目(2010GXNSFB013006)；广西科学研究与技术开发项目(0992001—13)；广西教育厅科研项目(2∞8O8MslO2)作者简介：邓朗妮(1977⋯)，女，广西梧州人，副教授，博士。第5期侧贴预应力CFRP板加固混凝土梁抗弯性能的试验研究29种钢筋混凝土梁受拉钢筋的配筋率，2种CFRP板(指CFRP板顶

7、面至粱底的距离)。试验梁的编号的张拉控制应力，2种预应力CFRP板的粘贴高度及具体设计参数见表1。图1试件尺寸和配筋(单位：mrn)表1试验梁设计参数1．2主要材料的性能开裂荷载和极限承载力。试件用混凝土的实测立方体抗压强度为35．51．4加载装置和加载制度MPa，HRB335钢筋的实际屈服强度为355MPa。加载如图1所示，梁上的2个集中力通过设置CFRP板采用自行研制生产的OVM．CFP50—1．2型于钢梁上的液压千斤顶逐级施加。加载制度：首先高强CFRP板，胶粘剂是某公司生产的TN-按照正截面设计计算方法[8对试件的特征荷

8、载值进C3PCFRP板粘贴胶，其物理与力学性能见表2。行计算，小于509／6计算开裂荷载时采用10kN／级表2CFRP板与粘结胶的物理与力学性能加载，大于509／6计算开裂荷载后改为3kN／级加载；截面开裂但小于7O计算屈服荷载时采用20kN／级加载，大于7O计