碳纤维布加固钢筋混凝土受扭构件的试验分析-experimental analysis of reinforced concrete torsion members strengthened with carbon fiber cloth.docx

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2018-08-07 发布于上海
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碳纤维布加固钢筋混凝土受扭构件的试验分析-experimental analysis of reinforced concrete torsion members strengthened with carbon fiber cloth

摘要碳纤维增强复合材料（CarbonFiberReinforcedPolymer，简称CFRP）加固修复混凝土结构技术是目前国内土木工程界正在推广的一种结构加固新技术。CFRP由于重量轻、强度高、易于施工、耐腐蚀等优点在国内外被广泛应用于土木工程加固中。具有不同受力形式的结构构件的加固性能及其设计计算方法亟待进行研究，但是受扭加固构件因其受力形式的复杂至今仍缺乏深入的研究。本文对CFRP加固的10个尺寸为150mm×240mm×1200mm的钢筋混凝土受扭构件和1个同规格的对比构件进行了抗扭试验研究。试验考虑了贴布量、贴布方式、贴布层数等变化因素，分析各工况下加固构件的破坏机理、破坏形态、加固构件的力学性能变化等，并提出了相应的实用计算公式。试验表明，经碳纤维加固的钢筋混凝土受扭构件的加固效果明显。碳纤维复合材料能有效提高钢筋混凝土受扭构件的抗扭承载力及刚度、减小裂缝宽度、延缓裂缝开展速度并提高开裂荷载值。在试验研究的基础上，以考虑混凝土软化的变角空间桁架理论为基础，提出了碳纤维条带加固钢筋混凝土受扭构件的计算方法。为了便于工程设计应用，在结合现行混凝土结构设计规范中的受扭构件承载力计算公式的基础上提出更适合实际应用的碳纤维加固钢筋混凝土受扭构件的计算公式。关键词：碳纤维布；加固；钢筋混凝土；受扭构件；变角空间桁架理论AbstractRepairingandstrengtheningconcretestructureswithCarbonFiberReinforcedPolymer(CFRP)isnowanewtechniquepopularizedinthedomesticcivilfieldofstructurerehabilitation.Becauseofitshighperformancesuchaslightweight,highstrength,simpleproceduresofconstructionanditsgoodanti-decayproperty,CFRPisbeingusedextensivelyininternationalanddomesticcivilengineering.Memberssubjectedtovariousloadtypesarebecomingoneofthemostattractiveresearchtopicsinrecentyears,butamongwhichstudyofstrengtheningtorsionmemberslacksofthoroughresearchbecauseofthecomplicatedmechanism.Inthispaper,experimentalresearchonthetorsionalbehaviorof10concretetorsionmembersreinforcedwithCFRPSandonememberwascarriedout.Thesizeofeachmemberwas240mm×150mm×1200mm.Inthetest,manyfactorswereconsidered,suchasmethodofstrengthening,thequantityofCFRPS,layernumberofCFRPS,anchorageway,whetherornotbeingsecondarilyloading.Thetheoryoffailureandtypeoffailureofthestrengthenedgirderswereanalyzedandsimpleandpracticaldesignmethodwasproposed.Theexperimentalresultsindicatethatafterreinforced,theultimatebearingcapacityandstiffnessofspecimenwereimproved,andthewidthofcracksbecomesmaller.Onthebasisofexperimentstudy,themechanicalmodelofRCtorsionmembersstrengthenedbyCFRPispresentedwithrespecttomutativeanglespatialtrussmodeltheoryofinclinedcompressionfieldconsideringconcretesoftening,andultimateloadingcapacityofstrengtheningtorsionmembersarederived.Onthebasisofcalculationformulaoftorsionmem