碳纤维布用量对劣化混凝土梁加固效果的影响.pdf
《碳纤维布用量对劣化混凝土梁加固效果的影响.pdf》由会员分享,可在线阅读,更多相关《碳纤维布用量对劣化混凝土梁加固效果的影响.pdf(7页珍藏版)》请在咨信网上搜索。
1、第 1 8 卷第 6期 2 0 1 5年 l 2月 建筑材料学报 J OURNAI 0F BUI I DI NG MATERI ALS Vo 1 1 8。 NO 6 De c , 20 1 5 文 章 编 号 : 1 0 0 7 9 6 2 9 ( 2 0 1 5 ) 0 6 1 0 3 8 0 7 碳纤维布用量对 劣化 混凝土梁加 固效果 的影响 吴 元周 。 , 吕恒 林 , 方 忠年 温 海 燕 , 孙 雷 ( 1 中国矿业大学 力学与建筑工程学院,江苏 徐州 2 2 1 1 1 6 ; 2 中国矿业大学 江苏建筑节能与建造技术协同创新 中心, 江苏 徐州 2 2 1 1 1 6 ) 摘
2、要 :对劣化 混凝 土梁分 别粘贴 1层 和 2层碳 纤维布后 进行 正截 面受 弯试验 从破 坏模 式 、 极 限承 裁 力及 刚度 变化 等 角度 研 究 用碳 纤维 布加 固的劣 化 混凝 土 梁( 以下 简称加 固 梁) 的力 学性 能 , 重 点 分析碳 纤维布用量对加固梁极 限承载力和刚度的影响, 以研 究碳 纤维布的有效利用率 结果表 明 : 加 固梁 受弯时存 在 受压 区混凝土 压碎 、 碳 纤 维布拉 断和黏 结层 剪 断 3种破 坏模 式 锈胀 开 裂前 , 加 固梁极限承载力受碳纤维布用量影响程度较 小; 锈胀开裂后 , 加 固梁极限承载力随碳 纤维布用 量 增加 而增
3、 大 , 直 至再 次发 生 受压 区混凝 土压碎 破 坏 锈 蚀 钢 筋 弹性 模 量 与 剩余 截 面 积 的 乘积 和 碳纤维布弹性模量的比值是影响加 固梁刚度变化的主要 因素 碳 纤维布有效利 用率 7受其拉 断破 坏 时用量 A。 f m i 与剪 断破坏 时 用量 A。 f m 影响 , 即 A c f I A ) , 1 关键词 : 碳纤维布;钢筋混凝土梁;劣化 ;抗弯性能;有效利用率 中 图分 类号 : T U3 7 5 文献标 志码 : A d o i : 1 0 3 9 6 9 j i s s n 1 0 0 7 9 6 2 9 2 0 1 5 0 6 0 2 2 I n
4、f l u e nc e o f CFRP Am o u nt o n t h e S t r e ng t h e n i ng Ef f e c t o f De t e r i o r a t e d Re i nf o r c e d Co nc r e t e Be a ms WU Yu a n z h o u , ga He n gl i n , FANG Zh o n g n i a n , WEN Ha i y a n , SUN Le i ( 1 S c h o o l o f Me c h a n i c s& C i v i l E n g i n e e r i n g
5、,C h i n a Un i v e r s i t y o f Mi n i n g a n d Te c h n o l o g y,Xu z h o u 2 2 1 1 1 6 ,C h i n a ; 2 J i a n g s u Co l l a b o r a t i v e I n n o v a t i o n Ce n t e r f o r Bu i l d i n g E n e r g y S a v i n g a n d Co n s t r u c t i o n Te c h n o l o g y , Ch i n a Un iv e r s i t y
6、o f Mi n i n g a n d Te c h n o l o g y,Xu z h o u 2 2 1 1 1 6 ,Ch i n a ) Ab s t r a c t :Fl e x u r a 1 l o a d t e s t s we r e c a r r i e d o u t t o s t ud y t h e me c h a n i c a l p r o p e r t i e s o f d e t e r i o r a t e d r e i n f o r c e d c o n c r e t e ( RC )b e a ms s t r e n g
7、t h e n e d wi t h o n e o r t wo l a y e r s o f c a r b o n f i b e r r e i n f o r c e d p o l y me r( CF R P ) ,i n c l u d i n g t h e c h a r a c t e r i s t i c s o f f a i l u r e mo d e t he u l t i ma t e s t r e n g t h a nd t h e s t i f f n e s s Th e i n f l ue n c e o f CFRP a mo un t
8、 o n t he u l t i ma t e s t r e n g t h a n d s t i f f n e s s we r e f o c u s e d o n An d t h e n t h e e f f e c t i v e u t i l i z a t i o n o f C F RP( ) , )wa s d i s c u s s e d I t i S s h o wn t h a t t h r e e f a i l u r e mo d e s a p p e a r a s t h e d e t e r i o r a t i o n d e g
9、r e e i nc r e a s e s,n a me l y,c r u s h i n g o f c o mp r e s s i v e c o n c r e t e, t h e t e n s i l e f r a c t u r e o f CFRP a n d s h e a r f r a c t u r e o f t h e b o n d i n g l a y e r Be f or e c r a c k e d,t h e a mo u n t o f CFRP h a s s ma l 1 i n f l u e n c e o n t h e u l
10、t i ma t e s t r e n g t ha n d t h e n t h e i n f l u e n c e i n c r e a s e s a s t h e a mo u n t o f CF RP i n c r e a s e s wh e n t h e b e a m c r a c k e d u n t i l t he c o mp r e s s i v e c o n c r e t e c r u s h e d f i r s t Th e p r o d u c t o f e l a s t i c mo d u l u s a n d s
11、e c t i o n a l a r e a o f c o r r o d e d r e b a r t o e l a s t i c mo d u l u s o f CF R P r a t i o d e t e r mi n e s t h e r i g i d i t y o f s t r e n g t h e n e d b e a ms Th e e f f e c t i v e u t i l i z a t i o n o f C F RP 7 c a n b e d e t e r mi n e d b y t h e f o r mu l a A A f
12、y 1 ,wh e r e A c f 一 a n d A c f H m a r e t h e a mo u n t o f CFRP s h e e t s u s e d c o r r e s p o nd i n g t o t e n s i l e f r a c t u r e a n d s h e a r f r a c t u r e o f i t Ke y wo r d s : c a r bo n f i be r r e i n f o r c e d p o l y me r( CFRP); r e i nf o r c e d c o nc r e t e
13、be a m ; d e t e r i o r a t i o n; f l e xu r a l b e h a v i o r ;e f f e c t i v e u t i l i z a t i o n 收稿 日期 : 2 0 1 4 0 9 1 7 ;修订 日期: 2 0 l 4 1 1 一 o 6 基金项 目: 国家 自然科学基金资助项 目( 5 1 1 0 8 4 5 1 ) ; 江苏省 自然科学基金资助项 目( B K2 0 0 8 1 2 8 ) ; 江苏省土木工程环境灾变与结构可靠 性 重点实验室开放基金资助项 目( J S KL 2 0 1 1 Z D0 2 ) 第一
14、作者 : 吴 元周 ( 1 9 8 1 一) , 男 , 江苏邳州人 , 中国矿业大学博士生 E ma i l : wy c u mt 1 2 6 c o m 通信作 者 : 吕恒林 ( 1 9 6 6 一) , 男 , 江苏宝应人 , 中国矿业大学教授 , 博士生导师 , 博士 E - ma i l : h e n g l i n l v c u mt e d u c n 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 第 6 期 吴元周 , 等 : 碳纤 维布用 量对劣化混凝土梁加 固效果 的影 响 碳 纤 维 布 ( c a r b o n f i b e r r e i
15、 n f o r c e d p o l y me r , C F RP ) 具有较强的抗拉强度 , 被广泛应用于混凝土 梁的受拉 区, 用以加 固补强 研究发现_ 】 , 用 C F R P 加固混凝土构件 能增加混凝土 的弹性区范围 , 特别 是纵 向受拉钢筋屈服后效果显著 由于 C F R P为完 全弹性材料 , 它与钢筋共 同工作会减弱钢筋 的塑性 变形 , 影 响构件延 性的提高 , 因此 C F R P用量 过多 时 , 构件延性会有所降低l_ 2 C F RP加固钢筋混凝土梁( 以下简称加固梁) 正 截 面受 弯破 坏 形 式 有 以下几 种 4 : ( 1 ) 受 压 区混 凝
16、 土被压碎, 但受拉钢筋未达到屈服强度 , C F R P未达 到极限拉应变; ( 2 ) 受压 区混凝土被压碎, 受拉钢筋 已达到 屈 服 强 度 , 但 C F RP未 达到 极 限 拉 应 变; ( 3 ) 钢筋屈服后 C F R P达到极限拉应变被拉断 , 受压 区混凝土尚未破坏 ; ( 4 ) 保护层混凝土剪切受拉剥离 破坏 ; ( 5 ) C F R P与混 凝 土基 层 间黏结 剥离 破坏 加 固梁 正截 面受 弯承 载 能力提 高 程度受 以下 因 素影 响: 混凝 土劣化程度 、 受拉钢筋锈蚀 率、 C F R P 黏贴层数及利用率 , 以及 C F R P与劣化混凝土界面
17、的黏 结 性能 等 特别 地 , 对 于多层 C F RP的利 用 率 , 需考虑折减 系数 文献 9 给 出的折减系数 k 的表 达 式为 : k= 1一 ( 1 ) 式 中 : 为 C F R P的层数 ; E 。 f 为 C F R P的 弹性 模 量 ; f为 每层 C F R P的厚度 纵向粘贴 C F R P在一定程度上能够提高锈蚀钢 筋混凝土梁的抗弯刚度 ; 设置横 向 U 型箍能有效提 高加 固体系 的整体 工作性 能 1 C F R P加 固梁抗 弯刚度的衰减曲线包括初始 的快速减小阶段、 稳定 现 有 文 献 充 分 研 究 了粘 贴 C F RP对 劣 化 钢 筋 混凝土
18、梁承 载能力 的提 高程度 , 却 忽 略 了混凝 土 梁整体劣化程度 ( 即混凝 土劣化 、 钢筋锈蚀 以及两 者 间黏结性能退化等 ) 对加 固效果 的影响 因为受 破坏模式的影 响, C F R P的有效利用率不是一个常 量 , 而是 与 混 凝 土 和 钢 筋 劣 化 程 度 相 关 联 的变 量 故有必要仔 细研究加 固梁 的抗弯性能 与 C F RP用 量 的 关 系 本文通过对分别粘贴 1 层和 2层 C F R P的劣化 钢筋混凝土梁进 行正截 面受弯试验, 来研究加 固梁 的力学性能时变规律 同时分析加固梁承载力模型、 C F RP用量 对 加 固 梁 刚 度 的影 响 ,
19、以及 影 响 C F R P 有效利用率的主要因素 为研究混凝土劣化、 钢筋锈 蚀以及 C F RP与劣化混凝土界面黏结性能退化等因 素对加 固效果的影 响, 本文将试验梁劣化状态分为 轻度劣化 ( 有锈斑 , 受拉纵筋位置混凝 土无 明显锈胀 裂缝) 、 中度劣化( 有明显锈胀裂缝 , 受拉纵筋位置混 凝土保护层未剥落) 和重度劣化( 受拉纵筋位置混凝 土保护层锈胀剥落) 1 试 验 1 1 原 材料 水 泥 : 徐州 巨龙水 泥 厂产 P O 3 2 5 R普通 硅 酸 盐水 泥 , 密度 为 3 1 8 g c m3 , 比表 面 积 为 3 5 0 m2 k g 砂 : 天 然河 砂
20、( 中砂 ) , 细 度 模 数 为 2 4 2 粗 骨 料 : 最 大粒径为 1 6 mm 的石灰岩碎石 混凝土设计强度等 级为 C 2 5 , 混 凝土 配合 比为 m( 水 ):m( 水 泥): m( 砂): W , ( 石 子 ) 一1 9 2: 3 4 3: 5 7 6:1 0 6 3 , 水 灰 比 为 0 5 6 ( 质量 比, 文 中涉及的水灰比、 砂率等均为质 量 比或质量分数) , 砂率 3 5 C F R P及黏结剂基本 衰减 阶段和梁临近破坏时的快速减小阶段口 性能指标见表 1 袭 1 C F R P及黠结剂基本性能指标 Ta b l e 1 De t a i l s
21、0 f CFRP a n d b i n d e r u s e d i n t h e t e s t 1 2 试 件 设计 和试 验 方案 试验梁于 2 0 0 9年 1月统一制作完成 , 室内 自然 养护 2 8 d 图 1为试验梁配筋及 C F R P加 固方式示 意图 其中图 1 ( a ) 的纵 向受 拉钢筋直 径为 1 2 mm, 上部架立筋直径 为 8 mm; 图 1 ( b ) , ( c ) 中为预 防受 剪破 坏, 在 梁 受 剪 段 每 间 隔 1 0 0 mm 粘 贴 1层 5 0 mm宽 U 型箍 , 同 时设 计 了 2种 C F R P加 固量 , 即分别 在
22、试验 梁底 部 受拉 面粘 贴 l 层 和 2 层 C F R P, 其宽度和长度与梁底面一致 共制作 1 7根试验梁 , 其 中 5根 采 用 方 式 I进 行 加 固 ( 编 号 记 为 C L 0 C L 4 ) , 5根采用方式 进行加 固( 编号记为 D C L 1 DC L 5 ) , 7 根作为各损伤劣化阶段的对 比梁( 编号记 为 L 0 L 6 ) 2 0 0 9 年 9月 开始 试验 , 所 有 构 件 统一 时 间放 人 模 拟环 境 中 , 按 设计 周期 对所 有构 件进 行外 观 检查 , 测量试 验 梁 面层 锈 胀 裂 缝 宽 度 分批 对 试 验 梁 进 学兔
23、兔 w w w .x u e t u t u .c o m 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 第 6 期 吴元周 , 等 : 碳纤 维布用量对劣化混凝土梁加 固效 果的影响 1 0 4 1 No t e: ( 1 ) CC r e p r e s e n t s t h e c r u s h i n g o f c o mp r e s s i v e c o n c r e t e ; YF r e p r e s e n t s t h e y i e l d of r e h a r RR r e p r e s e n t s t h e t e ns
24、i l e f r a c t u r e o f CFRP;FR r e p r e s e n t s t h e s he a r f r a c t u r e o f CF RP;CS r e p r e s e n t s t h e p r o t e c t i v e c o n c r e t e p e e l e d o f f ( 2 ) Th e b o nd i n g l a y e r a n d pr ot e c t i v e c o n - c r e t e b r o k e me a n wh i l e u n d e r t h e u l
25、t i ma t e l o a d o f b e a m DCL4;Th e b o n d i ng l a y e r we r e c u t a c c o mp a n i e d wi t h t h e p r o t e c t i v e c o n c r e t e p e e l o f f a s t he b e a m CL4 a n d DCL5 de s t r o y e d 化 主要存在以下原因: ( 1 ) 受力裂缝的存在 , 导致混 凝土与 C F RP界面存在局部脱黏 , 裂缝两侧混凝土 竖 向挠度不等, 对该位置 的 C F R P黏结层产生剪
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 碳纤维 用量 混凝土 加固 效果 影响
1、咨信平台为文档C2C交易模式,即用户上传的文档直接被用户下载,收益归上传人(含作者)所有;本站仅是提供信息存储空间和展示预览,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对上载内容不做任何修改或编辑。所展示的作品文档包括内容和图片全部来源于网络用户和作者上传投稿,我们不确定上传用户享有完全著作权,根据《信息网络传播权保护条例》,如果侵犯了您的版权、权益或隐私,请联系我们,核实后会尽快下架及时删除,并可随时和客服了解处理情况,尊重保护知识产权我们共同努力。
2、文档的总页数、文档格式和文档大小以系统显示为准(内容中显示的页数不一定正确),网站客服只以系统显示的页数、文件格式、文档大小作为仲裁依据,平台无法对文档的真实性、完整性、权威性、准确性、专业性及其观点立场做任何保证或承诺,下载前须认真查看,确认无误后再购买,务必慎重购买;若有违法违纪将进行移交司法处理,若涉侵权平台将进行基本处罚并下架。
3、本站所有内容均由用户上传,付费前请自行鉴别,如您付费,意味着您已接受本站规则且自行承担风险,本站不进行额外附加服务,虚拟产品一经售出概不退款(未进行购买下载可退充值款),文档一经付费(服务费)、不意味着购买了该文档的版权,仅供个人/单位学习、研究之用,不得用于商业用途,未经授权,严禁复制、发行、汇编、翻译或者网络传播等,侵权必究。
4、如你看到网页展示的文档有www.zixin.com.cn水印,是因预览和防盗链等技术需要对页面进行转换压缩成图而已,我们并不对上传的文档进行任何编辑或修改,文档下载后都不会有水印标识(原文档上传前个别存留的除外),下载后原文更清晰;试题试卷类文档,如果标题没有明确说明有答案则都视为没有答案,请知晓;PPT和DOC文档可被视为“模板”,允许上传人保留章节、目录结构的情况下删减部份的内容;PDF文档不管是原文档转换或图片扫描而得,本站不作要求视为允许,下载前自行私信或留言给上传者【jin****ong】。
5、本文档所展示的图片、画像、字体、音乐的版权可能需版权方额外授权,请谨慎使用;网站提供的党政主题相关内容(国旗、国徽、党徽--等)目的在于配合国家政策宣传,仅限个人学习分享使用,禁止用于任何广告和商用目的。
6、文档遇到问题,请及时私信或留言给本站上传会员【jin****ong】,需本站解决可联系【 微信客服】、【 QQ客服】,若有其他问题请点击或扫码反馈【 服务填表】;文档侵犯商业秘密、侵犯著作权、侵犯人身权等,请点击“【 版权申诉】”(推荐),意见反馈和侵权处理邮箱:1219186828@qq.com;也可以拔打客服电话:4008-655-100;投诉/维权电话:4009-655-100。