桥梁检测加固第四讲

1、桥梁检测加固第四讲中国加固规范中国加固规范式中 Vb梁的剪力设计值； Vbrc未加固钢筋混凝土梁的受剪承载力，按现行国家标准混凝土结构设计规范GB 50010的规定计算； Vbcf碳纤维片材承担的剪力； cfv达到受剪承载能力极限状态时碳纤维片材的应变； cfu碳纤维片材的极限拉应变； 中国加固规范碳纤维片材受剪加固形式系数，对封闭粘贴取1.0，对U形粘贴取0.85，对侧面粘贴取0.70； b梁受剪计算截面的剪跨比，对于集中荷载作用情况取a/ho，当b大于3.0时，取3.0，当b小于1.5时，取1.5，a为集中荷载作用点到支座边缘的距离；对于均布荷载作用情况，取3.0； 中国加固规范ncf 碳

2、纤维片材的粘贴层数； hcf 侧面粘贴碳纤维片材的高度； scf碳纤维片材条带的净间距； tcf单层碳纤维片材的厚度； cf 碳纤维片材条带的宽度。 中国加固规范中国加固规范式中 V c柱的剪力设计值； Vcrc未加固钢筋混凝土柱的受剪承载力，按现行国家标准混凝土结构设计规范GB 50010的规定计算； Vccf碳纤维片材承担的剪力； n柱的轴压比，取N/fcA,N为柱轴向压力设计值，A为柱截面面积；中国加固规范式中c柱的剪跨比，对于框架柱取Hn/2ho，当c大于3.0时取3.0，当c小于1.0时取1.0，Hn为框架柱净高度，ho为框架柱的截面有效高度。 中国加固规范基本原则碳纤维片材的纤维方

3、向宜与构件轴向垂直； 应优先采用封闭粘贴形式，也可采用Ua）。对碳纤维板，可采用双L形板形成U形粘贴； 当碳纤维片材采用条带布置时，其净间距scf不应大于现行国家标准混凝土结构设计规范GB 50010规定的最大箍筋间距的0.7倍；中国加固规范基本原则4.U形粘贴和侧面粘贴的粘贴高度hcf宜取构件截面高度。对于U形粘贴形式，宜在上端粘贴纵向碳纤维片材压条；对侧面粘贴形式，宜在上、下端粘贴纵向碳纤维片材压条（图4.4.3b） 中国加固规范基本原则5.碳纤维片材的受剪载力是根据加固后构件达到最大受剪承载力时碳纤维片材的应变发挥程度确定的。公式（4.4.1-3）和公（4.4.2-3）是根据国内外的试验

4、结果分析，并参照美国ACI的有关设计指南给出的。对于钢筋混凝土柱，受剪加固应采取封闭式粘贴，此时， 取1，如不能封闭粘贴，不宜采用碳纤维片材加固。 中国加固规范基本原则6.本章受剪计算公式均是按碳纤维片材纤维方向与构件轴向垂直的情况给出的。可采用其它粘贴方向，但相应受剪计算公式应有可靠依据。 U形粘贴和侧面粘贴易产生剥离破坏，影响碳纤维片材加固作用的发挥，故应优先采用封闭粘贴形式。当采用U形粘贴和侧面粘贴时，宜按本条第4款的要求设置水平压条，以增加粘贴面积，提高抗剥离承载力。试验表明，对于U形粘贴，当采取可靠的机械锚固措施时，与封闭粘贴具有同样效果。 美国加固规范完全包裹三边“U形包裹”两侧包

5、裹美国加固规范美国加固规范美国加固规范美国加固规范有效应变 1.四边完全包裹构件2. U形包裹或多层粘贴（Khalifa 1998） 美国加固规范有效应变 2. U形包裹或多层粘贴 美国加固规范基本原则 1.框架结构中的梁柱在抵抗地震荷载时，在塑性铰的预估位置或在应力下降区和受弯屈服区，应采用四周完全包裹方式进行抗剪加固，加固所用FRP条带的间距不大于d/4(净跨)；2.有效应变不应大于0.004；3.采用FRP条带进行抗剪加固时应对其间距对抗剪强度的贡献值进行试验研究，间距应遵循ACI318中对抗剪钢筋的限制； 美国加固规范基本原则 4.整体的抗剪加固效果应取FRP抗剪贡献与钢筋抗剪贡献之和

6、。整体的抗剪加固应根据ACI318中针对钢筋单独给出的标准进行限制。 美国加固规范实例3：室内T形截面梁的抗剪加固钢筋混凝土T形截面梁(fc = 3000 psi)，位于一座办公楼内，要求增加其活荷载。对当前梁的分析表明，其抗弯强度可满足增加荷载的要求，但它的抗剪强度不能满足新的荷载要求。分析结果为，此梁中混凝土的抗剪能力为Vc = 36.4 kips，抗剪箍筋的抗剪能力为Vs = 19.6 kips。因此，当前梁的设计抗剪能力为fVn,existing = 0.85(36.4 kips + 19.6 kips) = 47.6 kips。 但是在距支座距离为d的位置，梁的设计极限抗剪强度为（包

7、括新荷载）Vu = 60 kips。 图E2.1给出了沿梁的长度方向需要抗剪加固的区域图。 美国加固规范美国加固规范美国加固规范美国加固规范实例4：室外柱的抗剪加固一根截面尺寸为24“24 的方柱，需要增加60-kips 的抗剪能力(DVu = 60-kips)。这根柱位于一座露天停车场内，承受温度和气候的变化。柱的一种抗剪加固方法就是采用FRP加固。选用E玻璃/环氧完全包裹来修复这根柱。由供应商提供的FRP体系的性能如表E3.1所示。完全包裹方案的设计与计算步骤如下。 美国加固规范美国加固规范美国加固规范钢筋混凝土柱加固研究状况1.FRP约束混凝土柱钢筋混凝土柱加固研究状况Mander（19

8、88）、Saadatmanesh(1994)Mirmiran(1997)钢筋混凝土柱加固研究状况Myiauchi(1997)Knon(1998)钢筋混凝土柱加固研究状况Saaman(1998)Toutanji、Saafi、Karbhari(1999)钢筋混凝土柱加固研究状况Lam and Teng(2001)钢筋混凝土柱加固研究状况2.偏心受压3.抗震加固Ahmad（1982）进行了3个圆形截面受弯和4个受剪低周反复荷载试验研究。Mander（1988）进行了20个纯弯和压弯构件的反复荷载试验。Musukawa（1997）进行了不同种类纤维加固的试验研究。钢筋混凝土柱加固研究状况3.抗震加固S

9、aadatmanesh（1996）、Frangou（1995）、进行了低周反复荷载试验研究。Saiidi（2000）在振动台上进行了试验研究。钢筋混凝土柱加固研究状况3.抗震加固范立础等（2000）制作了2个不同高度的管约束钢筋混凝土模型柱,并制作了相应无约束的钢筋混凝土对比柱。其中,约束混凝土柱中的管采用玻璃纤维预制。试验时对构件施加低周往复荷载,试验结果表明:约束钢筋混凝土柱与同等条件下的普通钢筋混凝土柱相比,可以在不提高抗弯刚度的同时,大大提高柱的延性,使位移延性系数达到8以上,构件表现为弯曲延性破坏。钢筋混凝土柱加固张柯等（2000）采用试验方法研究了碳纤维布加固对钢筋混凝土柱延性性能

10、的改善,试验的主要研究参数为碳纤维加固量。试验构件为7个,其中包括一个未加固的对比试件。通过对试件施加低周往复荷载,结果发现采用碳纤维加固混凝土柱,可以防止斜裂缝出现或限制斜裂缝开展,并显著提高柱的受剪承载力,实现强剪弱弯的抗震要求。同时,随着碳纤维加固量的增加,试件由延性较差的压剪脆性破坏逐渐转变为延性较好的正截面压弯破坏。当强剪弱弯系数大于1.0时,碳纤维的主要作用表现为约束内部混凝土,从而提高构件的变形能力,此时碳纤维的强度可充分发挥,直至拉断。钢筋混凝土柱加固钢筋混凝土柱加固式中 b、h柱的截面宽度、高度； v总折算体积配箍率； sv按箍筋范围内核心截面计算的体积配箍率； 碳纤维片材的

11、有效约束系数，取0.45；轴压比大于0.5且加固时未卸载时取0.36； fcf碳纤维片材的抗拉强度设计值，取f cfk /1.1； fyv箍筋的抗拉强度设计值。 钢筋混凝土柱加固1.碳纤维片材在箍筋加密区宜连续布置。碳纤维片材两端应搭接或采取可靠连接措施形成封闭箍。碳纤维片材条带的搭接长度不应小于150mm，各条带搭接位置应相互错开。2.公式(4.5.1)的总折算体积配箍率是根据我国试验结果分析给出的。采用碳纤维片材缠绕加固混凝土柱可以约束混凝土的变形，从而提高混凝土的抗压强度，降低轴压比，但这方面的研究目前还不充分，当有可靠依据时，方可考虑其作用。 钢筋混凝土柱加固3. 柱的抗震加固必须采用

12、封闭式粘贴并有可靠连接，搭接长度比受弯加固、受剪加固时的搭接长度要大一些，以保证加固效果。 钢筋混凝土柱加固3. 柱的抗震加固必须采用封闭式粘贴并有可靠连接，搭接长度比受弯加固、受剪加固时的搭接长度要大一些，以保证加固效果。 钢筋混凝土柱加固对于钢筋混凝土柱配有螺旋箍筋 对于钢筋混凝土柱配普通箍筋 yf = 0.95 钢筋混凝土柱加固钢筋混凝土柱加固f的取值1.圆形截面柱ka 1.02. 非圆形截面规范建议不将FRP用于非矩形截面的加固中。钢筋混凝土柱加固延性1.圆形截面2.非圆形截面钢筋混凝土柱加固延性2.非圆形截面规定矩形截面B/H值超过1.5或B、H值超过900mm不易用FRP加固。不中断交通状况下加固钢筋混凝土梁试验研究1.碳纤维布应变、钢筋应变、混凝土应变 不中断交通状况下加固钢筋混凝土梁试验研究1.碳纤维布应变、钢筋应变、混凝土应变 不中断交通状况下加固钢筋混凝土梁试验研究2.静荷载位移曲线和破坏形态 不中断交通状况下加固钢筋混凝土梁试验研究3.静载作用下加固梁的钢