碳纤维布加固木梁抗剪性能的试验研究.pdf

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1、碳纤维布加固木梁抗剪性能的试验研究木谢启芳薛建阳赵鸿铁隋奠张风亮(西安建筑科技大学土木工程学院，西安710055)摘要：为了分析木梁加固后的力学性能，对碳纤维布加固木梁抗剪性能进行了试验研究，得到了木梁剪切破坏的破坏形态、荷载一挠度曲线及荷载一应变关系等性能。试验结果表明：木梁剪切破坏通常为顺纹错动剪切破坏；顺纹错动剪切破坏具有很好的延性，而弯曲破坏是典型的脆性破坏；支座及加载点附近的碳纤维布直至破坏时也没有出现拉应变，梁端木材承受横向拉力。关键词：木梁；碳纤维布加固；顺纹错动剪切破坏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中国木结构古建筑的很多建筑都亟待维修加固。水平方向垂直及倾斜两种方式，如图1d所示。结果木梁是其中的重要构件之一，同时承担弯矩和剪力，表明，GRFP布倾斜粘结的加固方法对提高木梁的木梁在抗弯承载力能满足要求的情况下有可能会因抗剪能力更为有效。抗剪承载力不足而先发生剪切破坏，如弯矩较小剪力本文通过5根碳纤维布加固木梁的抗剪试验，较大的支座附近截面，进行了

5、抗弯加固的截面等，因研究了碳纤维布加固木梁剪切破坏的破坏形态、变此有必要采取措施提高木梁的抗剪承载能力。形和局部应变等性能。对加固木梁抗剪性能的研究相对于抗弯性能的研究。要少得多。较早的研究有Sliker用垂直1试验研究于层板胶合梁的铝板进行抗剪加固。Triantafillou1．1试件设计和制作分析了木梁粘贴FRP布的抗剪性能，给出将碳纤维本次试验共设计了5个试件，分为LA和LB两布加固木梁等效为一般木梁的抗剪承载力计算公组，试件截面尺寸均为120mm×I80mm，长度均为式，并进行了u型FRP箍抗剪加固的试验研究，其1220mm。其中LA组为微裂试件，木梁只在两端有试件模型见图1a

6、。结果表明，木梁加固后其抗剪承细小干缩裂缝，包括2个试件，1个未加固与1个加载力有明显的改善，计算结果和试验结果符合较好。固试件；LB组为开裂试件，木梁除在两端有裂缝外，Svecova与Eden采用沿木梁长度方向在梁截面中心插入GFRP销钉的方法对其进行了抗剪加固的试国家自然科学基金资助项目(51108373)；国家文物局文物保护科验研究，加固方案如图1b所示。Amy与Svecova学和技术研究课题(20110123)；陕西省教育厅科研计划项目采用同样的方法进行了抗剪加固试验研究，但其(11JK0939)。GFRP筋与水平方向不是垂直的，而是成60。角，加第一作者：谢启芳，男，1978

7、年出生，工学博士，副教授。E—mail：nacy．xie@163．eom固方案如图1c所示。Hay等进行了将GFRP布收稿日期：2011—11—18粘贴于木梁剪跨区的试验研究，布的粘贴方式有与工业建筑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图2试验梁加固方案Fig．2Strengtheningmethodofspecimensb囡旦d图3制作完成的试仵a—Triantllo