玄武岩纤维布加固混凝土连续梁抗弯承载力分析.pdf
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1、2 0 1 4年 第 6期 6月 混 凝 土 与 水 泥 制 品 CHI NA CONCRETE AND CEMENT PRODUCTS 2 01 4 No 6 J u n e 玄武岩纤维布加 固混凝土连续梁 抗弯承载力分析 丁 斌 ( 温州职业技术学院建筑工程系 , 3 2 5 0 3 5 ) 摘要 : 玄武岩 纤维是 一种新型纤维材料 , 其价格低廉且 具较好的延性 、 耐 高温和耐腐蚀特 性。对 4根玄武岩 纤 维布加 固的无初始损伤 混凝 土 T型截 面连续梁进行 了抗 弯试验 ,分析 了玄武岩 纤维布加 固混 凝土连续 梁的破坏模 式 并基 于纤维布加 固混凝土 梁的允许拉 应变值
2、, 对发生延性破 坏的 玄武岩纤 维布加 固混凝 土连 续 梁的抗 弯承栽 力 进行 了计算 关键词 : 玄武岩纤维; 混凝土 ; 连 续梁 ; 抗弯承载力 ; 允许拉应 变 Ab s t r a c t : A s a n e w f i b r o u s m a t e ri a l , t h e b a s a l t fi b e r ( B F R P ) h a s m a n y a d v a n t a g e s i n c o s t , d u c t i l i t y , h i g h t h e r ma l r e s i s t a n c e a n
3、d c o r r o s i o n r e s i s t a n c e F 1 e x u r a l t e s t s we r e e a r r i e d o u t o n f o u r n o n d e s t r u c t i v e T t y p e s e c t i o n c o n t i n u o u s b e a ms s t r e n g t h e n e d wi t h B F RP T h e f a i l u r e mo d e s o f c o n t i n u o u s b e a ms s t r e n g t
4、h e n e d w i t h BF RP a r e a n aly z e d B a s e d o n all o w a b l e t e n s i l e s t r a i n o f F RP i n fl e x u r a l s t r e n gth e n i n g ,fl e x u r al b e a r i n g c a p a c i t y o f s t r e n g t h e n e d c o n t i n u o u s b e a ms u n d e r t h e c o n d i t i o n o f d u c t
5、i l i t y f a i l u r e i s c a l c u l a t e d Ke y w o r d s : B F R P ; C o n c r e t e ; C o n t i n u o u s b e a ms ; F l e x u r a l b e a ri n g c a p a c i c y ; A l l o w a b l e t e n s i l e s t r a i n 中图分类号 : T U 3 7 5 1 文献标识码 : A 文献编号 : 1 0 0 0 4 6 3 7 l 2 0 1 4 ) 0 6 4 2 0 4 0前 言 混 凝
6、 土 连 续 梁 中支 座 截 面 先 出 现 塑 性 铰后 跨 中截 面再 出现塑性 铰 连续 梁 发 生 机构 破坏 这是 一种 具有 较好 延性 的破 坏形态。实际工程中, 纤维复合材料加固 混凝土连续梁的情况较为普遍 。 为分析一 种 新 型 纤 维 材 料一 玄 武 岩纤 维 布 加 固的 连续梁的破坏模式 , 并计算加固梁的抗弯 承载力 。 本文选取了 4根玄武岩纤维布加 固的混凝 土连续梁 ,进行 了抗弯破坏试 验 , 部分试验加 固梁的破坏过程遵循中支 座先 出现 塑性 铰 后 跨 中 出 现 塑性 铰 的破 坏模式。 本文基于现有混凝土梁抗弯承载 I 1 I I 0 【 I
7、l I l I l ll I l l I l T _ 1 _ 1 _ 1 - 1 I l I I l 1 I l l I l l I I I 1 I l I l I l l 】 In 3 0 I 斗 。 20l 00 【 2000 力计 算 方 法 , 并 结 合 现 行 规 范 和 试 验 数 据 , 对 发 生 延性破坏 的玄武岩纤维布加 固混凝 土连续梁 的抗 弯承载力进行 了计算。 1 试验 概 况 1 1 构件尺寸和配筋 试件包括 4根加 固梁 均采用 C 3 0混凝 土和相 同的配筋形式 混凝土立方体抗 压强度平均试验值 为 3 7 0 MP a 。 试件尺寸 、 配筋情况如图 1
8、 所示 , 钢筋 、 纤维布的材性试验值如表 1 、 2所示。 基金项 目: 浙江省 自然科学基金 ( L Y1 3 E 0 8 0 0 2 0 ) 。 一 42一 板纵筋 6 l 5 O 主梁上 部构 造钢筋 6 2 0 0 图 1 试 件配筋 图 表 1 钢筋的力学性能 。一 拉伸强度 型号 MPa 弹性模量 伸长率 厚度 | ( = a| mm B F RP 2 1 0 0 9 1 2 6 0 1 7 0 丁 斌 玄武岩纤维布加固混凝土连续梁抗弯承载力分析 1 2 加固方案及加载制度 在 中 支座 处 两侧 板 面 的有 效 宽度 范 围 内粘 贴 纤维布 。 加固梁板面均粘贴一层纤维布
9、 , 4根加固梁 梁底分别粘贴 l 4层玄武岩纤维布 , 试件概况见表 3 。梁跨 内均粘贴 U型箍 以加强锚固并避免发生剪 切破坏。采用集中力以 5 k N的步长对两跨跨 中截面 同时加 载 , 直 到试验 梁破 坏 。 试验 梁加 载简 图如 图 2 所 示 。 表 3 试件概况 图 2加 载试 验 简 图 2正 截面 承载 力分析 2 1 基本假定 依据试验结果和现行规范 , 对玄武岩纤维布加 固梁受弯承载力计算做 以下假定 _ 引 : ( 1 ) 各材料的应变符合平截面假定 ; ( 2 ) 混凝 土 受压 区的应 力 应 变关 系采 用 文献 1 】 建议的应力一 应变关系 。忽略混凝
10、土的抗拉强度 ; ( 3 ) 钢筋 的应力一 应变关系为 : 钢筋屈服前的应 仃 jl_ 力一 应变为弹性, 即; 钢筋屈服后的应力为屈服应力 : ( 4 ) 纤维布的应力应变关系为线弹性关系 , 即 ; ( 5 ) 不考虑玄武岩纤维布与混凝土粘结界面的 滑移 , 且达 到承载力极 限状态前 , 纤维布与混凝土 界面不发生剥离破坏。 2 2加 固梁 的破 坏形 态 玄武岩 纤 维布加 固混 凝 土梁 的破坏 形 态分 为 以 下几类 : 适筋破坏 1 : 跨中纵筋屈服后 , 混凝土 达到极 限压应变 ,但纤维布尚未达到极限拉应变 : 适筋破坏 I I :跨中纵筋屈服后纤维布达到极限拉 应变 ,
11、混凝 土 尚未 达到极 限压应 变 ; 超筋破坏 I I I : : 跨中纵筋屈服前 , 混凝土达到了极限压应变 ; 剪切破坏 I v: 混凝土梁斜截面破坏 ; 粘结破坏 v: 达到承载力极限状态前 , 纤维布与胶界面间发生粘 结破坏。 剥离破坏 V I : 达到承载力极限状态前 , 混 凝土与胶界面间产生剥离破坏。 本文试验 中,玄武岩纤维布加固的连续梁都未 发生第 1 V、 V种破坏 , 第 v 1 种破坏在试验过程中不 明显 。 现通过加固梁截面应变图 3 、 图 4判断以上破 坏模 式发对 应 的截 面应 变情况 。 图 3 梁截面应变示意图 厂 h 0 1 ( a ) 受拉纵筋屈服时
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