1、钢筋混凝土布局梁粘碳纤维布加固现场加载实验1、工程概略因为功用的改动，某国税局住宅楼局部钢筋混凝土布局荷载添加，原有截面及配筋不满意需求，为满意布局功用需求，需进行补强加固。经剖析以为，选用碳纤维（CFRP）加固比拟合理，选用碳纤维加固梁、板及柱，武汉大学及武汉长江修建工程技术有限责任公司已进行了很多的实验研讨，并已成功地运用于工程实践加固中，如广西工学院学生礼堂屋面板加固、湖北工学院体育馆的加固等。但因为该种新资料的研讨及运用尚处于起步期间，相应的技术规程没有颁布实施，又因本次是对整栋大楼的加固，为进一步剖析研讨碳纤维加固后的功能，包管加固后结的能够性，咱们对该楼中的两梁进行了张贴碳纤维加固
2、，并按描绘院供给的荷载进行了现场加载实验研讨。2、实验资料用于布局加固修补的碳纤维资料强度为一般修建用钢的10倍左右，弹性模具与修建用钢板在同一水平上并略有进步，是一种很好的布局加固修补资料。实践加固修补用面碳纤维资料为碳纤维织物，并有各种不一样类型与尺度。本次实验用 CFRP 及张贴布局胶 YZJ，其功能见表1、表2。表1 布局加固修补用碳纤维资料 L300-C 首要功能指标抗拉强度描绘值MPa弹性模量MPa延伸率%密度（m-3）耐腐蚀性 渗透性 均匀度3550 2.4105 2.0 1790 优 杰出 杰出表2 张贴 CFRP 用长江牌（YZJ）修建布局胶力学功能抗拉强度MPa抗剪强度MP
3、a与混凝土张贴强度MPa适用温度弹性模具GPa3035 2430 2.2 -40+70 563、核算剖析选用碳纤维加固梁极限承载力的核算与一般混凝土梁有所不一样。根本假定为：梁受弯后，混凝土、钢筋及碳纤维应变契合平截面假定；混凝土、钢筋的应力-应变联系按现行国家规范取用；不思考受拉区混凝土的效果；碳纤维资料的拉应力取碳纤维资料弹性模量与其拉应变的乘积，即 f=Ef fo依据上述假定，截面散布见图1，由平衡条件可得：f bx=fAs+ffAf （1）M= 1 2ffAf（h-x/2）+fA s（h o-x/2） （2）其间， 1为碳纤维资料强度折减系数，依据咱们对9根混凝土梁张贴碳纤维实验，可偏
4、于安全取 1=0.60.8； 2为碳纤维资料与原有钢筋的一起作业系数，加固构件归于二次受力布局，若原布局受力太大，碳纤维资料就不易到达强度描绘值。为使碳纤维资料尽早地参加作业，故在实践工程加固时应尽能够地卸载，不然，在描绘时应依据具体状况乘以一起作业系数 2， 2可取0.81.0。本次加固前，已将大局部楼面板打掉。按上述公式核算，为满意描绘需求，KL307梁需粘一层碳纤维，L302梁需粘二层碳纤维，其尺度每层为0.1672003200。4、现场加载实验4.1检测内容依据描绘院描绘的加固图纸，对该住宅楼中的两根布局梁进行现场加载实验，加载的两根梁名称为：8轴 CF 轴跨 KL307梁；E 轴24
5、轴跨 L302梁，加载暗示见图2。在对布局梁张贴碳纤维后，首要就以下内容进行测验：在荷载效果下混凝土、碳纤维的应变；在规范荷载效果下的挠度；在规范荷载效果下混凝土梁裂缝的展开状况；在规范荷载效果下梁受压区高度的改变状况。实验梁分5级加载，因为荷载较大，选用千斤顶及砂袋加载。4.2应变片的方位在实验梁最大弯矩处顶、底、旁边面及碳纤维外表别离张贴应变片，见图2。装置千分表或百分表，实测在各级荷载效果下的挠度、应变，并调查裂缝展开状况等。 图2 KL307、L302梁加载及测点安置暗示图(KL307梁的10号测点为受拉主筋)张贴碳纤维时，必须将混凝土外表打磨平坦、整理洁净；转角张贴处（如 U 形箍）
6、应打磨成圆弧状，以包管碳纤维布与混凝土有杰出的粘结。现场裁剪碳纤维布，分段张贴时搭接长度不小于100，张贴时用辊子滚压，挤出气泡。CFRP 加固修补混凝土布局施工工艺与步调见图3。 图4 KL307梁截面应变实测值 图5 L302梁截面应变实测值1规范荷载，2描绘荷载 1规范荷载，2描绘荷载5、实验成果及剖析5.1截面沿梁高的应变剖析实验进程证明，碳纤维片材与梁底混凝土未呈现别离表象，由 KL307梁实测应变（表3）及均匀应变散布（图4） 、L302梁实测应变（表4）及均匀应变散布（表5）标明，碳纤维片材加固后的梁，其均匀应变的散布可以以为契合平截面假定。5.2挠度剖析KL307梁、L302梁
7、在加载进程中跨中荷载与挠度曲线见图6，在到达规范荷载时，实践挠度远远小于容许挠度，根本处于弹性状况，实验证明，未粘碳纤维梁与粘碳纤维梁比较，张贴碳纤维的梁钢度添加，挠度减小。图3 CFRP 加固修补混凝土布局施工工艺与步调表3 KL307梁截面应变实测值 10 -6测点荷载/KN1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12P1=12，P 2=50 -58 -46 -36 -15 0 19 26 52 39 45 49 76P1=42，P 2=107 -116 -109 -79 -49 -22 23 60 58 47 51 70 117P1=72，P 2=164 -209 -184 -1
8、50 -87 -25 50 97 131 109 116 118 216P1=84，P 2=187 -260 -239 -190 -93 -29 61 130 163 129 141 146 286P1=96，P 2=210 -316 -282 -226 -113 -28 72 151 218 179 190 173 363P1=116，P 2=224 -364 -330 -261 -131 -28 81 170 267 227 241 199 432注：10号测点为受拉主筋表4 L302梁截面应变实测值 10 -6测点荷载/KN1 2 3 4 5 6 7 8 9 10P1=14，P2=5-3
9、7 -34 -28 -18 -2 4 19 27 24 33P1=33，P 2=15 -81 -73 -62 -36 -4 19 42 74 68 96P1=52，P 2=25-142-129 -99 -59 -8 30 62 120 120 160P1=71，P 2=35-175-171-132 -76 -8 49 90 170 157 240P1=90，P 2=45-216-211-162 -92 -8 54 99 193 175 289图6荷载挠度曲线 1加载曲线，2卸载曲线5.3裂缝剖析依据混凝土布局描绘规范 （GBJ10-89）对未加固梁 KL307进行了裂缝宽度的核算，核算成果为裂
10、缝宽度达0.096mm。但对 KL307梁在加载至规范值时，对梁截面下部进行了详尽地调查和寻觅，并没有发现裂缝，阐明张贴碳纤维后，延缓了梁的裂缝展开，或者说减小了裂缝宽度。5.4受压区改变剖析由 KL307梁的实测荷载和应变值（表3）可见，加荷前及加榜首级荷载后，截面高度1/2（5号测点）处应变值为零，但从加第二级荷载后，载面高度1/2处应变值由零变为负值。受压区高度添加，这阐明跟着荷载的添加，碳纤维受力截面中和轴下移。跟着荷载的添加，截面高度1/2处应变值根本稳定在-3010 -6左右，阐明碳纤维与混凝土梁彻底一起作业，布局胶粘结牢靠。实验证明，在短期荷载效果下，碳纤维片材的张贴仅满意弯矩图
11、的需求，并没有呈现碳纤维片材与混凝土别离的表象，但思考荷载的长时间效应，主张在大面积张贴碳纤维用于梁、板的受弯加固时，碳纤维片材宜延伸至支座边际。6、定论运用碳纤维片材进步钢筋混凝土受弯构件承载力的补强加固办法是有用的。张贴碳纤维片材后，实验梁的受弯承载力明显进步。碳纤维片材加固混凝土梁核算办法是牢靠的、安全的，能满意工程描绘的需求。碳纤维片材补强加固钢筋混凝土梁时，截面的均匀应变依然契合平截面假定。在混凝土梁底张贴碳纤维片材后，构件的刚度增大，挠度减小，实验加载标明，混凝土梁加载到达规范值时，实测挠度远远小于容许挠度。选用碳纤维片材加固的梁，混凝土梁裂缝呈现较晚，在规范荷载效果下，裂缝宽度减小，甚至不呈现裂缝。点击 http:/ 查看更多宜兴市华威碳纤维布知识内容。
