玻璃纤维布加固的钢筋混凝土梁抗弯性能试验研究.ppt

美国加固规范 基本假定： ·设计计算基于实际尺寸，钢筋布置，加固的已有构件材料特性。 ·钢筋和混凝土应变与到中性轴的距离成比例（即截面在施加荷载之后仍保持平面）。 ·混凝土极限压应变为0.003。 ·忽略混凝土的抗拉强度。 ·FRP为线弹性应力-应变关系直到失效。 ·混凝土与FRP之间具有良好的粘结。 美国加固规范 美国加固规范 美国加固规范 破坏模式： 钢筋屈服前，受压区混凝土被压坏。 受拉钢筋屈服，随后FRP片材断裂。 受拉钢筋屈服，混凝土压碎。 混凝土剪压破坏。 FRP从混凝土表面剥离。 混凝土保护层剥离。 美国加固规范 美国加固规范 美国加固规范 方程中的 和 是混凝土矩形应力图形等效非线形应力分布时的参数。若破坏模式为混凝土压坏（钢筋屈服前或钢筋屈服后），和可采用Whitney应力图（ 、 见ACI318第10.2.7.3节）。若破坏模式为FRP断裂、混凝土剥离、FRP剥离，Whitney应力图可得到精确解。然而，混凝土应变达到极限时，可采用更精确的等效应力图。中性轴高度要同时满足方程9.3到9.8。 美国加固规范 延性 使用FRP增强构件抗弯承载力将降低延性。在很多情况下，延性的损失是可以忽略不计的。然而，截面存在明显的延性损失就要受到重视。为了保证截面具有足够的延性，建议极限状态时检查钢筋的应变。如果混凝土压碎或FRP破坏（包括混凝土剥离）时钢筋的应变低于0.005（根据ACI318第二章所定义的受拉控制截面），要有足够的延性。 美国加固规范 美国加固规范 美国加固规范 构件的正常使用（变形、裂缝宽度）应满足ACI318的规定。FRP对正常使用的影响可通过相应于FRP设计抗拉模量的换算面积计算。 美国加固规范 其它规定 1.为了避免塑性变形，在正常使用荷载下应避免钢筋屈服。钢筋的应力在使用情况下应低于屈服强度的80%，即： 美国加固规范 与普通钢筋混凝土构件类似，中性轴的高度可用FRP的换算截面积计算。FRP的换算截面积可由FRP的面积乘以FRP对混凝土的模量比得到。尽管这个方法忽略了FRP的初始应变，但初始应变对弹性中性轴的高度影响不大。 美国加固规范 2.徐变断裂和疲劳应力限值 为了避免FRP徐变断裂而造成FRP增强构件破坏，应当增加一些应力限制条件。FRP的应力应用方程9.12计算， 等于施加所有荷载（恒载和活载）得到的弯矩。注意方程9.12中FRP的应力给出是构件处于弹性范围内下的使用弯矩 。 美国加固规范 2.徐变断裂和疲劳应力限值 美国加固规范 构造措施 ? 转角不应为锐角 ? 外面包裹时转角的最小回转半径为1/2‘’ ? 多层粘贴加固时应有足够的搭接长度 美国加固规范 剥离问题 美国加固规范 剥离问题 美国加固规范 美国加固规范 美国加固规范 例1A：试验板由两层碳/环氧树脂以湿敷成型方法制成单向FRP体系。已知FRP体系纤维含量，净纤维面积是0.0065in2/inch。体系处理过后，制作了5块2英寸宽的试样。试样按照ASTMD3039的要求拉伸至破坏。试验结果如表E1A.1所示。 美国加固规范 美国加固规范 美国加固规范 例1B：FRP体系的拉伸强度计算 一位设计工程师正在考虑加固混凝土构件的两种不同FRP体系，并且已经从各自的供应商得到了其力学性能资料。试样A采用干的单向纤维布以湿敷成型方法通过环氧树脂粘贴；试样B采用预先养护好的碳纤维/环氧薄片通过环氧树脂粘贴在混凝土表面。由FRP体系供应商所提供的纤维布的数据已在表E1.1种给出。在审阅了FRP供应商提供的数据之后，工程师比较了这两种体系的抗拉强度。 美国加固规范 美国加固规范 一座空闲仓库上的一根混凝土简支梁有3根9#的钢筋（图E2.1），要求将它的活荷载提高50%。分析表明，梁的现有抗剪强度满足荷载增加后的变形及抗裂要求，但其抗弯强度不能满足新的荷载要求。 美国加固规范 美国加固规范 美国加固规范 美国加固规范 美国加固规范 美国加固规范 美国加固规范 美国加固规范 美国加固规范 美国加固规范 受剪加固 研究状况： ·Malek and Saadatmanesh 1998 桁架压杆理论，主要考虑了开裂角度的影响 受剪加固 研究状况： ·Chaallal，Khalifa，Triantafillou 1998 有效应变模式 受剪加固 受剪加固 受剪加固 研究状况： Khalifa 1998 受剪加固 研究状况： Triantafillou 2000 受剪加固 研究状况： Chen and Teng 2003 受剪加固 研究状况： Chen and Teng 2003 受剪加固 研究状况： Khalifa 1998 受剪加固 研究状况： Kh