玻璃纤维布加固的钢筋混凝土梁挠度计算_王文炜.pdf

第 30卷 第 3期 2004 年 9 月 四川建筑科学研究 Sichuan Building Science 玻璃纤维布加固的钢筋混凝土梁挠度计算 王文炜1 ,赵国藩2 ( 1 东南大学交通学院, 江苏 南京 210096; 2 大连理工大学土木系,辽宁 大连 116023) 摘 要:进行了 9 根玻璃纤维布加固的钢筋混凝土梁和 3 根对比梁的试验研究, 建立了纤维加固混凝土梁处 于不同阶段的截面刚度的计算方法,给出了加固梁跨中挠度的计算方法。计算结果表明, 该方法与试验值吻合较 好。 关键词:玻璃纤维布; 加固;钢筋混凝土梁; 变形 中图分类号: TU375 文献标识码: A 文章编号 : 1008- 1933( 2004) 03- 0033- 04 1 前言 近年来,纤维复合材料在加固补强钢筋混凝土结构上的 应用日益受到重视。国内在加固后的混凝土构件抗弯、抗剪 性能方面已经开展了一些研究工作, 取得了一些可喜的成 果[ 1, 2] ,但有关加固后梁的变形计算目前尚无好的计算方 法。本文在试验的基础上,针对加固后梁的变形进行了理论 分析,并建立了计算方法。 2 试验简介 2 1 试件设计 本试验共浇注了 12 根钢筋混凝土矩形梁, 梁的尺寸均 为 150 mm 250 mm 2700 mm。12根梁分为二组,第一组 为对比梁,其余的为加固梁(表 1)。试验梁变化的参数为: 混凝土强度等级、配筋率、加固量、剪跨比。梁简支在试验机 上, 梁的净跨为 2400 mm, 纯弯段的尺寸分别为 400 mm, 800 mm, 1200 mm,试件尺寸见图 1。混凝土、钢筋、玻璃纤维布 的材料性能见表 2。在支座布置百分表、跨中布置位移计测 量支座变形、跨中位移。 2 2 试验过程 梁浇注养护 28 d 后, 将梁底打磨光,用腻子修补细小的 表 1 试件设计及试验结果 梁编号 混凝土 等级 加固量 剪跨比 配筋率 屈服荷载 / kN 极限荷载 / kN 屈服荷载 时的变形 / mm 极限荷载 时的变形 /mm 提高 比率 / % 破坏形态 CL20 20 4. 37 2 12, 0. 70% 30 37 10. 1 38. 9 受压区混凝土压坏 CL30 30 3. 51 3 14, 1. 43% 85 102 10. 02 33. 4 受压区混凝土压坏 CL40 40 2. 68 2 22, 2. 36% 195 203 16. 1 28. 7 受压区混凝土压坏 BL20-1 20 1层 4. 37 2 12, 0. 70% 35 57 6. 88 32. 8 54. 1[ ] GFRP 断裂 BL20-2 20 2层 3. 51 3 14, 1. 43% 100 120 11. 1 30. 3 17. 6[ ] 受压区混凝土压坏 BL20-3 20 3层 2. 68 2 22, 2. 36% 178 188 12 16. 8 38. 2[ ] 混凝土剪压破坏 BL30-1 30 1层 4. 37 2 12, 0. 70% 35 58 7. 48 34. 6 56. 8[ ] GFRP 断裂 BL30-2 30 2层 3. 51 3 14, 1. 43% 100 140 9. 04 30 37. 3[ ] 受压区混凝土压坏 BL30-3 30 3层 3. 51 3 14, 1. 43% 96 123 11. 46 29. 4 20. 6[ ] 混凝土剪压破坏 BL40-1 40 1层 4. 37 2 12, 0. 70% 40 60 6. 47 31. 9 62. 2[ ] GFRP 断裂 BL40-2 40 2层 3. 51 3 14, 1. 43% 85 133 7. 27 31. 5 30. 4[ ] 受压区混凝土压坏 BL40-3 40 3层 2. 68 2 22, 2. 36% 160 213 7. 95 13. 4 4. 9[ ] 混凝土剪压破坏 注: 表中 , , 表示分别与 CL20, CL30, CL40比较。 收稿日期: 2003-06-09 作者简介:王文炜( 1971- ) ,男,河南洛阳人,博士,讲师,主要从事桥 梁结构的检测与加固工作。 图 1 试件简图 孔洞和裂缝。梁底面均匀地涂上一层底胶 ,然后将浸渍过环 氧树脂的玻璃纤维布均匀地粘贴在梁底。环氧树脂固化 7 d 达强度后,在 500 t压力机上进行试验。加载方式为两点对 称加载,由分配梁实现两点加载。加载为分级加载, 在梁开 裂前、屈服荷载前、破坏前分级适当加密, 以确定梁的开裂荷 载、屈服荷载、极限荷载。 2 3 试验结果 试验梁发生了受压区混凝土压坏、混凝土剪压破坏、 GFRP断裂 3种破坏类型。所有梁的试验结果汇总到表 1。 33 图 2 为所有