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复合玻璃纤维增强混凝土矩形梁的抗弯性能研究

放大字体  缩小字体 发布日期:2018-03-08  来源:中国户外用品网
核心提示:  随着钢筋混凝土结构使用年限的增加以及设计、施工和使用等方面的原因,目前需耍加固维修的钢筋混凝土结构的数量非常庞大。混凝土结构加固技术已有很多种,粘贴复合玻璃纤维布加固技术是一种高强篼效的加固新技术

  随着钢筋混凝土结构使用年限的增加以及设计、施工和使用等方面的原因,目前需耍加固维修的钢筋混凝土结构的数量非常庞大。混凝土结构加固技术已有很多种,粘贴复合玻璃纤维布加固技术是一种高强篼效的加固新技术,具有高强、高效、施工简单、适用面广泛、耐腐蚀性、施工质量容易控制和结构的影响小等优点,具有广泛的应用前景和实用价值。目前国内外己有大量关于碳纤维加固梁的性能研究,但在复合玻璃纤维增强布加固梁破坏机理以及对加固体系设计理论的验证性试验方面仍缺乏系统研究+7,本文旨在研究复合玻璃纤维增强布加固钢筋混凝土梁抗弯性能和加固效果。

  1试验介绍15根钢筋混凝土抗弯梁,梁长2500mm,梁截面尺寸150mmX250mm.试件混凝土设计标号C30,其混凝土立方体实测强度为36.4MPa,弹性模量为3.19X104MPa.试验梁中箍筋和架立筋分别采用直径6.5mm和直径8mm的I级钢筋,受力钢筋分别采用直径12mm、直径16mm、直径20mm和直径25mm的级钢筋。载荷试验采用两点加载方式,使得两个对称集中载荷之间的区段形成纯弯区段,支座离梁端100mm.其中抗弯试验两加载点之间的距离为800mm.试验采用分级加载方式,抗弯试验中对未加固梁的载荷分级为10kN,在接近破坏阶段适当加密载荷分级。实验装置见。

  七古V力架百分表V千斤成1百分表应变片支座□挠度计支座试验加载装置在试验过程中,将原梁梁底混凝土保护层部分凿除,并在露出钢筋上粘贴一片标距为5mm的电阻应变片。跨中两侧面分别粘贴三片标距为80mm的混凝土应变片,两端离支点h/2处,梁两侧分别粘贴三片标距为80mm的混凝土应变片组成的应变花,以测量各级载荷作用下混凝土的应变、纤维的应变。两支点及跨中分别布置位移计,以测量各级载荷作用下梁体的烧度。此外,对各级载荷作用卞裂缝的出现及发展情况进行跟踪观测,并且用20倍刻度放大镜测量裂缝宽度。

  2试验结果分析2.1跨中挠度分析为主筋2012的抗弯试验梁跨中挠度句载荷的关系曲线,为抗弯试验梁跨中挠度的计算近,复合玻璃纤维增强布的截面面积很小,故加值和实测值的比较曲线。固设计时,可不考虑复合玻璃纤维增强布对刚度的增强作用。

  11号斑LW-12号期LW-13号梁从可看山,通过粘贴复合玻璃纤维增强布加固后的梁,其承载力大大提高,并且随着复合玻璃纤维增强布层数的增加,加固效果明显增加;层数越多,而其延性略有降低:原梁的配筋率越低,其加固效果越明显。中挠度计算值是按照<混凝土结构设计规范GB50010―2002中8.2条的规定计算而得,与实测的复合玻璃纤维增强布加固后的钢筋混凝土梁的烧度相比较,当载荷小于破坏载荷的50%65%时,符合实际情况,满足要求。当载荷大于破坏载荷的50%65%时,误差较大。说明此时混凝土的非线性变形影响较大,弯曲裂缝扩展较大,延伸较长,梁体抗弯刚度降低比较大,故相应的实测挠度比计算挠度大得多,但己无实际意义。当载荷小于破坏载荷的50%65%时,相同外载荷作用下,粘贴层数对跨中挠度影响不大;当载荷大于破坏载荷的50%65%时,随着混凝土下缘粘贴纤维层数的提高,增强了约束裂缝扩展和延伸的能力,间接地增大了梁体抗弯刚度,即加固后梁体承载能力提高,并且随着纤维粘贴层数的增加,梁体承载能力增加越明显,但梁体的延性随着纤维粘贴层数的增加而略有降低。由于复合玻璃纤维增强布的弹性模量与混凝土的弹性模童非常接2.2应变分析为复合玻璃纤维增强布应变与载荷的关系曲线,为LW12抗弯试验梁复合玻璃纤维增强布的拉应变与外载荷的关系曲线,为LW12抗弯试验梁混凝土上缘压应变与外载荷的关系曲线。

  从可看出:钢筋混凝土试验梁在正常使用阶段,用于抗弯加固的复合玻璃纤维增强布的应变为0.0021左右,当梁极限破坏时,复合玻璃纤维增强布的应变达为(0.0060.008)左右。由和可看出,梁在整个试验过程中,载荷在小于60%65%的破坏载荷时,复合玻璃纤维增强布基本处于弹性工作阶段,当载荷作用较小时,其应变实测值小于计算值,随着载荷的加大,其应变实测值越来越接近于计算值,当载荷大于破坏载荷的60%65%时,复合玻璃纤维增强布的应变剧增,其应变实测值大于计算值,这种复合玻璃纤维增强布的应变变化规律说明了正常使用阶段复合玻璃纤维增强布加固的有效性。

  2.3裂缝分析为不同纤维粘贴方式抗弯试验梁的裂缝分布示意图,其中LW-10、LW-11和LW-11分别代表未加固、U形加固和封闭型加固三种方式。由可以发现,加固梁与未加固梁在裂缝间距、长度及分布方面有较大差别。①加固梁的裂缝间距变小,裂缝总条数比未加固梁多若干条,开裂区的总长度有所增加。②混凝土下缘5cm内产生大量网状裂缝、人字型裂缝,由于粘贴的复合玻璃纤维增强布对混凝土的撕裂作用所致,随着粘贴层数的提高,撕裂高度增加。③在相同外载荷作用下,加固梁裂缝宽度明显减小。从实测结果看,粘贴复合玻璃纤维增强布加固受弯梁,加固后梁的开裂载荷提篼不明显,但是随着载荷的进一步加大,裂缝的扩展及延伸较未加固梁慢得多,这对结构的耐久性是非常有利的。

  不同纤维粘贴方式抗弯试验梁的裂缝分布示总图LW-10-未加固:LW-ll―U形加固:LW-12封闭型加丨1. 3结论载荷P与挠度/的曲线拐点基本处于未加阀梁的极限载荷处。加固后的梁,当载荷较小时,复合玻璃纤维增强布对挠度影响不大,当载荷接近加固前梁的极限载荷时,复合玻璃纤维增强布得到充分利用,起到很大的抗力作用,梁体可继续承受载荷,挠度继续缓慢增大而不破坏,且随着载荷的进一步加大,裂缝的扩展及延伸较未加固梁慢得多,有助于提篼结构的耐久性。

 
 
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