碳纖維布加固損傷混凝土框架的試驗研究.pdf

1、由于勘察、設計、施工、使用等方面存在缺陷或錯誤以及受到氣候作用、化學侵蝕引起結構老化，均會造成工程隱患，降低結構的安全性和耐久性。為了確定結構的安全性和耐久性是否滿足要求，需對工程結構進行檢測和鑒定，對其可靠性做出科學評價，然后進行維修和加固，以提高工程結構的安全性，延長其使用壽命。我國在20世紀90年代開始對碳纖維布加固修復混凝土結構方面進行研究，積累了豐富的資料。但研究主要是針對CFRP加固簡支梁、外伸梁、柱等單個構件及單純節(jié)點的受

2、力性能，而對鋼筋混凝土整體框架結構研究較少。因此對已損傷的鋼筋混凝土整體框架結構進行加固設計及試驗研究即為本論文的研究內容。 本論文針對三榀已損傷混凝土框架試件進行試驗研究。首先通過對損傷框架的截面幾何尺寸量測、混凝土強度評定、鋼筋強度評定和梁柱裂縫量測和試件理論承載力分析，對損傷框架進行了安全性鑒定和可靠性鑒定。鑒定結果表明：三個試件均需加固。根據《碳纖維片材加固混凝土結構技術規(guī)程》，設計了三個試件碳纖維布加固方案，并進行加固

3、。最后分別進行了兩榀加固框架在豎向荷載作用下和一榀加固試件在水平低周反復荷載作用下的試驗研究。 豎向荷載作用試驗結果表明：對損傷混凝土結構較大裂縫進行灌膠密閉同時進行CFRP布抗彎和抗剪加固，可使加固后的結構在豎向荷載作用下，首先在原有裂縫的周圍出現(xiàn)新裂縫，且發(fā)展較慢；隨著荷載增大，原有裂縫亦相繼開裂，最后破壞特征為梁鉸機構，而柱截面的鋼筋及CFRP布應變均較小。當僅進行抗彎加固時，可大幅度提高梁的極限抗彎承載力，鋼筋屈服后碳纖

4、維作用明顯，拉力主要由碳纖維布承擔，但易發(fā)生梁端剪切破壞。而同時進行抗剪加固，可以有效地提高梁的抗剪承載力，而使結構一般發(fā)生梁跨中截面的彎曲破壞。 根據CFRP加固損傷混凝土框架水平低周反復荷載下的試驗，繪出了試件的荷載一位移滯回曲線、骨架曲線、梁柱截面鋼筋和碳纖維布的滯回曲線等。分析表明：碳纖維布加固損傷框架結構的滯回曲線，在鋼筋屈服前，基本呈直線型，殘余變形很小，幾乎處于彈性狀態(tài)；鋼筋屈服后，滯回環(huán)面積明顯增大，表現(xiàn)出較好的

5、耗能能力；延性系數(shù)達4.5，表明結構具有良好的抗震性能。框架試件剛度退化規(guī)律為：從加荷至梁開裂，剛度退化速度較快；再加荷至試件鋼筋屈服期間剛度退化速率有所減??；繼續(xù)加荷，碳纖維布的約束作用明顯，使結構后期剛度退化更加緩慢。承載力退化曲線顯示，試件承載力達到最大后隨著位移增大承載力下降較少，說明碳纖維布加固后的損傷框架結構抵抗反復荷載的能力較強。各部分鋼筋滯回曲線表明，當荷載不超過屈服荷載時，鋼筋殘余變形較??；超過屈服荷載后，滯回環(huán)明顯增