鋼筋混凝土有腹筋梁表層嵌貼CFRP的抗剪加固試驗研究-yg

1、2006全國第四屆FRP學術交流會議 題目：鋼筋混凝土有腹筋梁表層嵌貼CFRP的抗剪加固試驗研究 演講人： 教授 主要內容表層嵌貼FRP抗剪加固概況 試驗設計試驗結果鋼筋混凝土梁表層嵌貼CFRP抗剪承載力推演簡介 結論1表層嵌貼FRP抗剪加固概況表層嵌貼FRP加固法(Near-Surface Mounted,NSM)梁抗剪加固抗彎加固砌體加固負彎矩區加固筒倉加固表層嵌貼FRP抗剪加固概述De Lorenzis和Nanni所作的FRP筋抗剪試驗 FRP提供的抗剪承載力推導為： a.粘結破壞 b.保護層破壞 抗剪試驗破壞模式試驗項目介紹本試驗項目系國家自然科學基金資助項目 “鋼筋混凝土梁表層嵌貼F

2、RP加固性能研究”（批 準號：50378084） 的子項目研究方法： 試驗研究結合近似理論分析抗剪破壞模式抗剪破壞機理影響因素抗剪承載力推 演研究內容：2試驗設計傳感器千斤頂分配梁百分表試驗梁試驗裝置示意圖百分表百分表試驗方法：兩點加載單跨伸臂簡支梁 1.有別于簡支梁試驗2.有別于無腹筋梁 試驗參數試件編號箍筋間距（mm）CFRP間距(mm)CFRP板寬（mm）理論破壞剪力（KN）規范公式Zsutty公式1BS200200對比梁53.2113.62BS200-F200200200(單板)1059.38119.783BS200-F120200120(單板)1067.33127.734BS200-

3、F07520075(單板)1067.33127.735BS200-FD120200120（雙板）1081.46141.866BS150150對比梁62129.17BS150-FD120150120（雙板）1090.23157.36B代表梁，S代表箍筋，F代表CFRP，D代表雙板，75200數字表示間距，例如BS200代表箍筋間距為200的對比梁,BS200-F120代表箍筋間距為200，CFRP采用單板且間距為200的加固梁,BS200-FD120代表箍筋間距為200，CFRP采用雙板且間距為200的加固梁試件設計設計要求：保證非加固區不剪切破壞保證試件不發生抗彎破壞試驗裝置 加固示意圖a.B

4、S200-F200b.BS200-F120 CFRP單板c.BS200-F75d.BS200-FD120e.BS150-FD120 CFRP雙板應變片布置示意圖a.BS200b.BS200-F200c.BS200-F120d.BS200-F75e.BS200-FD120f.BS150g.BS150-FD120ACDB121234123456767812345ABCD D678123451.箍筋在高度中間貼一應變片，兩側對稱布置，標記為，用符號A，B，C，D，E表示2。CFRP板在高度中間貼一應變片，兩側對稱布置，標記為，用符號1，2，.3等數字表示。 試驗流程 達到估算極限荷載80前 荷載控制

5、加載（10kN每級） 接近估算極限荷載時 撓度控制加載（0.30.5mm每級）3試驗結果破壞模式試件編號加固區開裂剪力加固區極限剪力破壞時簡支跨跨中撓度（mm）破壞模式試驗值（kN）提高幅度（）試驗值（kN）提高幅度（）1BS20069.66104.497.97剪壓破壞2BS200-F20085.1422.22112.237.417.65保護層剝離3BS200-F12077.411.11119.9714.819.32保護層剝離4BS200-F7577.411.11129.6524.078.75保護層剝離5BS200-FD12081.2716.67141.2635.199.25保護層剝離6BS1

6、5073.53112.237.32剪壓破壞7BS150-FD12077.45.26149.0032.769.45保護層剝離對比梁剪壓破壞主裂縫與長度方向成230裂縫與長平方向成370BS200破壞圖a.荷載箍筋應變曲線b.荷載跨中撓度曲線 BS200應變片布置及試驗結果曲線加固梁破壞狀況a.膠層開裂b.保護層連續裂縫c.BS200-F120破壞狀況膠層附件混凝土細小裂縫膠層裂縫頂部連續裂縫主裂縫彎剪裂縫與頂部裂縫貫通 破壞模式：混凝土保護層剝離，使剪切主裂縫與水平 面角度變大抗剪承載力： 荷載撓度曲線：影響因素之FRP間距 承載力提高幅度圖4.16 BS200系列荷載跨中撓度曲線綜合FRP間距

7、和FRP粘結面積，統一用加固率來表示抗剪承載力構件編號FRP加固率(%)承載力提高幅度(%)備注BS200對比梁BS200-F2000.067.41單板BS200-F1200.114.81單板BS200-F750.1624.07單板BS200-FD1200.235.19雙板影響因素之箍筋間距荷載跨中撓度曲線荷載箍筋應變曲線圖4.21 箍筋應變曲線4抗剪承載力推演簡介 鋼筋混凝土有腹筋梁表層嵌貼CFRP抗剪承載力推演 混凝土抗剪承載力 Zsutty通過大量的試驗分析，提出了抗剪能力計算公式為：剪跨比大于2.5剪跨比小于2.5箍筋抗剪承載力 碳纖維板加固后梁的抗剪承載力 FRP利用率曲線FRP高度

8、方向應變分布荷載等級 各構件主裂縫角度表 構件編號主裂縫角度構件編號主裂縫角度構件編號主裂縫角度BS200230BS200-F75500BS150-FD120570BS200-F200290BS200-FD120540BS200-F120460BS150230試驗值與理論值比較 構件編 號 試驗值（KN）理論值（KN）理論值/試驗值VCSVFVTVCSVFVTVCS / VCSVF / VFVT/VTBS200104.49104.4999.40099.400.951 0.951 BS200-F200104.497.74112.2399.4010.30109.700.951 1.331 0.97

9、7 BS200-F120104.4915.48119.9799.4017.17116.570.951 1.109 0.972 BS200-F75104.4925.16129.6599.4027.47126.870.951 1.092 0.979 BS200-FD120104.4936.77141.2699.4034.34133.740.951 0.934 0.947 BS150112.23112.23110.17110.170.982 0.982 BS150-FD120112.2336.77149.00110.1734.34144.510.982 0.934 0.970 BSV153.46153.46153.08153.080.998 0.998 BS90-7A153.4653.34206.80153.0854.67207.750.998 1.025 1.005 5結論小結采用表層嵌貼CFRP板加固法能有效提高 鋼筋混凝土有腹筋梁的抗剪極限承載力 抗剪加固破壞形式為：混凝土保護層整體剝落破壞 對箍筋配筋率相同的加固梁