钢筋混凝土有腹筋梁表层嵌贴CFRP的抗剪加固试验研究-yg

1、2006全国第四届FRP学术交流会议 题目：钢筋混凝土有腹筋梁表层嵌贴CFRP的抗剪加固试验研究 演讲人： 教授 主要内容表层嵌贴FRP抗剪加固概况 试验设计试验结果钢筋混凝土梁表层嵌贴CFRP抗剪承载力推演简介 结论1表层嵌贴FRP抗剪加固概况表层嵌贴FRP加固法(Near-Surface Mounted,NSM)梁抗剪加固抗弯加固砌体加固负弯矩区加固筒仓加固表层嵌贴FRP抗剪加固概述De Lorenzis和Nanni所作的FRP筋抗剪试验 FRP提供的抗剪承载力推导为： a.粘结破坏 b.保护层破坏 抗剪试验破坏模式试验项目介绍本试验项目系国家自然科学基金资助项目 “钢筋混凝土梁表层嵌贴F

2、RP加固性能研究”（批 准号：50378084） 的子项目研究方法： 试验研究结合近似理论分析抗剪破坏模式抗剪破坏机理影响因素抗剪承载力推 演研究内容：2试验设计传感器千斤顶分配梁百分表试验梁试验装置示意图百分表百分表试验方法：两点加载单跨伸臂简支梁 1.有别于简支梁试验2.有别于无腹筋梁 试验参数试件编号箍筋间距（mm）CFRP间距(mm)CFRP板宽（mm）理论破坏剪力（KN）规范公式Zsutty公式1BS200200对比梁53.2113.62BS200-F200200200(单板)1059.38119.783BS200-F120200120(单板)1067.33127.734BS200-

3、F07520075(单板)1067.33127.735BS200-FD120200120（双板）1081.46141.866BS150150对比梁62129.17BS150-FD120150120（双板）1090.23157.36B代表梁，S代表箍筋，F代表CFRP，D代表双板，75200数字表示间距，例如BS200代表箍筋间距为200的对比梁,BS200-F120代表箍筋间距为200，CFRP采用单板且间距为200的加固梁,BS200-FD120代表箍筋间距为200，CFRP采用双板且间距为200的加固梁试件设计设计要求：保证非加固区不剪切破坏保证试件不发生抗弯破坏试验装置 加固示意图a.B

4、S200-F200b.BS200-F120 CFRP单板c.BS200-F75d.BS200-FD120e.BS150-FD120 CFRP双板应变片布置示意图a.BS200b.BS200-F200c.BS200-F120d.BS200-F75e.BS200-FD120f.BS150g.BS150-FD120ACDB121234123456767812345ABCD D678123451.箍筋在高度中间贴一应变片，两侧对称布置，标记为，用符号A，B，C，D，E表示2。CFRP板在高度中间贴一应变片，两侧对称布置，标记为，用符号1，2，.3等数字表示。 试验流程 达到估算极限荷载80前 荷载控制

5、加载（10kN每级） 接近估算极限荷载时 挠度控制加载（0.30.5mm每级）3试验结果破坏模式试件编号加固区开裂剪力加固区极限剪力破坏时简支跨跨中挠度（mm）破坏模式试验值（kN）提高幅度（）试验值（kN）提高幅度（）1BS20069.66104.497.97剪压破坏2BS200-F20085.1422.22112.237.417.65保护层剥离3BS200-F12077.411.11119.9714.819.32保护层剥离4BS200-F7577.411.11129.6524.078.75保护层剥离5BS200-FD12081.2716.67141.2635.199.25保护层剥离6BS1

6、5073.53112.237.32剪压破坏7BS150-FD12077.45.26149.0032.769.45保护层剥离对比梁剪压破坏主裂缝与长度方向成230裂缝与长平方向成370BS200破坏图a.荷载箍筋应变曲线b.荷载跨中挠度曲线 BS200应变片布置及试验结果曲线加固梁破坏状况a.胶层开裂b.保护层连续裂缝c.BS200-F120破坏状况胶层附件混凝土细小裂缝胶层裂缝顶部连续裂缝主裂缝弯剪裂缝与顶部裂缝贯通 破坏模式：混凝土保护层剥离，使剪切主裂缝与水平 面角度变大抗剪承载力： 荷载挠度曲线：影响因素之FRP间距 承载力提高幅度图4.16 BS200系列荷载跨中挠度曲线综合FRP间距

7、和FRP粘结面积，统一用加固率来表示抗剪承载力构件编号FRP加固率(%)承载力提高幅度(%)备注BS200对比梁BS200-F2000.067.41单板BS200-F1200.114.81单板BS200-F750.1624.07单板BS200-FD1200.235.19双板影响因素之箍筋间距荷载跨中挠度曲线荷载箍筋应变曲线图4.21 箍筋应变曲线4抗剪承载力推演简介 钢筋混凝土有腹筋梁表层嵌贴CFRP抗剪承载力推演 混凝土抗剪承载力 Zsutty通过大量的试验分析，提出了抗剪能力计算公式为：剪跨比大于2.5剪跨比小于2.5箍筋抗剪承载力 碳纤维板加固后梁的抗剪承载力 FRP利用率曲线FRP高度

8、方向应变分布荷载等级 各构件主裂缝角度表 构件编号主裂缝角度构件编号主裂缝角度构件编号主裂缝角度BS200230BS200-F75500BS150-FD120570BS200-F200290BS200-FD120540BS200-F120460BS150230试验值与理论值比较 构件编 号 试验值（KN）理论值（KN）理论值/试验值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结论小结采用表层嵌贴CFRP板加固法能有效提高 钢筋混凝土有腹筋梁的抗剪极限承载力 抗剪加固破坏形式为：混凝土保护层整体剥落破坏 对箍筋配筋率相同的加固梁