0 华侨大学-汪海东-基于混凝土力学的cfrp加固梁受弯承载力计算与分析

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1、基于混凝土力学的CFRP加固RC梁受弯承载力计算与分析汪海东，曾志兴（华侨大学土木工程学院，福建泉州362021）摘要：我国现行的CFRP加固混凝土受弯梁技术规范以及研究的CFRP加固受弯梁方法,大多是建立在广泛的实验及工程经验的基础上，虽具有一定的适用性与合理性，却缺乏明确的力学概念，不易理解，结合混凝土力学的方法对钢筋混凝土梁加固后的受力进行详细的分析，得出受弯梁在各阶段的平衡方程、极限弯矩、抗弯刚度等，以及钢筋、混凝土、CFRP、的应力应变变化，并结合实例对所得到的理论计算承载力公式进行分析验证。关键词：混凝土力学;CFRP加固;钢筋混凝土梁;承载力计算CALCULATIONSOFF

2、LEXURALSTRENGTHSANDANALYSISFORRCBEAMSREINFORCEMENTWITHCFRPBASEONCONCRETEMECHANICSWangHaidong,ZengZhixing(CollegeOfCivilEngineeringofHuaqiaoUniversity，Quanzhou362021China)Abstract:ThecurrenttechnicalspecificationsofCFRPreinforcingconcretebeamandtheanalysisofthemethodofCFRPreinforcingconcretebeam,ar

3、emostlybasedonextensiveexperimentandengineeringexperience.Theyhavecertainsuitbilityandrationality,butlackclearmechanicalconceptandcouldnotbeeasilyunderstood.Combiningthemethodofconcretemechanicstoanalysisthestressofreinforcedconcretebeamsdetailly,andcometogetthebalanceequation,ultimatebendingmomen

4、t,bendingrigidityandthechangeofsteel,concrete,CFRP’sstressofthebendingbeamineachstage.Combiningtherealexampletoanalysisandcheckthetheoreticalcapacityformula.Keyword：ConcreteMechanics;CFRPReinforcement;RCBeams;CalculationsofFlexuralStrengths11引言基于对目前我国现行的CFRP加固混凝土受弯梁技术规范以及学者所研究的CFRP加固受弯梁方法的分析,大多是在广

5、泛的实验以及工程经验的基础上建立起来的。虽然考虑了在梁受弯情况下的一些特性，计算公式也有很好的合理性与适用性，也与工程实际情况很好的相符，但却缺乏明确的力学概念，不易理解。本文结合混凝土力学的方法对钢筋混凝土梁加固后受力进行详细的分析。在满足CFRP加固技术的相关基本假定的基础上建立适合于适筋梁正截面受弯计算的物理，平衡，几何条件。并根据混凝土梁的受力和变形情况，联立上述三条件得出各破坏模式受力阶段的受压区高度，抗弯刚度，弯矩等力学条件。根据国内外学者的研究成果可知，CFRP加固梁的破坏模式可分为七个主要类型：a.纤维拉断引起的弯曲破坏[1]，b.受弯区混凝土压碎引起的弯曲破坏[2]，c.

6、剪切破坏[2]，d.混凝土保护层剥离破坏[3],e.纤维板端部截面剥离破坏[4]，f.中部弯曲裂缝引起的截面剥离破坏[5]，g.中部弯剪裂缝引起的界面剥离破坏[6]。目前的研究表明，a和b是由受弯所引起的破坏，已经建立了比较成熟的理论，目前对于后几种破坏形式建立的是一些经验上的计算模型，还未能建立比较统一的理论，本文仅对前两种受弯破坏模式进行详细的分析。第一作者：汪海东（19xx-），男，教授，主要从事xxxxxxx方向的研究。2加固受弯梁的基本方程2.1基本假说（1）截面在受弯过程中符合平截面假说；（2）材料的应力-应变关系以下关系；受压区混凝土满足以下关系[7]-[8]：3工业建筑20

7、11年增刊受拉区钢筋满足以下关系：CFRP满足以下关系：（3）由于CFRP较薄，可认为其中心离梁顶的距离与梁高相等。2.2基本方程对实际需要加固的工程，在加固时被加固梁受拉区混凝土已经处于开裂的状态，故不考虑受拉区混凝土的工作情况，所列的力平衡方程和弯矩平衡方程为以下两式：如图1所示为钢筋混凝土受弯梁截面形式及在混凝土开裂前的的初始的应力应变。变形条件：受压区钢筋CFRP3工业建筑2011年增刊图1受弯梁截面及应力应变示