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碳纖維增強(qiáng)聚合物(Carbon Fiber Reinforced Polymer/Plastic，簡(jiǎn)稱CFRP)作為一種新興的復(fù)合加固材料，與傳統(tǒng)的材料相比具有質(zhì)量輕、強(qiáng)度高、耐腐蝕、施工方便、不改變?cè)Y(jié)構(gòu)尺寸、適合不同結(jié)構(gòu)形狀加固等優(yōu)點(diǎn)。隨著人們對(duì)FRP研究的進(jìn)一步深入及FRP材料價(jià)格下滑，它在土木工程中的應(yīng)用將越來越廣泛。目前，有關(guān)碳纖維布抗彎加固的研究很多，但這些研究在CFRP對(duì)梁進(jìn)行抗彎加固板端剝離破壞的力學(xué)模型及破壞機(jī)理方面并無定論。本研究在試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，擬對(duì)碳纖維布加固鋼筋混凝土梁出現(xiàn)板端剝離破壞時(shí)，進(jìn)行分析討論，并運(yùn)用ANSYS有限元分析軟件對(duì)梁的破壞過程進(jìn)行模擬，分析比較模擬結(jié)果和試驗(yàn)結(jié)表明，所采用的有限元模型和必要的簡(jiǎn)化措施是合理的，能夠得到比較好的模擬結(jié)果。
本試驗(yàn)共做5根簡(jiǎn)支梁，其中1根是無加固的控制梁，其余4根通過變化粘貼底板的厚度、箍筋強(qiáng)度和板端到支座的距離等參數(shù)來研究板端剝離的力學(xué)行為及破壞機(jī)理。每根梁縱筋配置相同，受拉縱筋及受壓縱筋和箍筋均采用高強(qiáng)鋼筋。受拉縱筋屈服強(qiáng)度為556MPa，受壓縱筋及8箍筋屈服強(qiáng)度都為437MPa，6箍筋屈服強(qiáng)度為360MPa，鋼筋彈性模量為205GPa。混凝土設(shè)計(jì)標(biāo)號(hào)為C40，實(shí)測(cè)立方體抗壓強(qiáng)度為44MPa，軸心抗拉強(qiáng)度為2.38MPa，彈性模量根據(jù)ACI給出的規(guī)范公式計(jì)算。加固材料采用瑞士Sika公司提供的SikaWrap -200CNW(0.11 mm厚，用于梁CSP3)和SikaWrap配筋圖t103C(0.34 mm厚，用于其余梁)2種碳纖維布，根據(jù)文獻(xiàn)的方法，測(cè)得200CNW和103C的彈性模量分別為252GPa和230GPa，膠水為Sikadur300。加固梁一端用FRP布材U形箍加固，使梁破壞首先出現(xiàn)在要研究的另一端。
在梁跨中用手動(dòng)液壓千斤頂通過工字鋼梁對(duì)梁施加2點(diǎn)對(duì)稱荷載，荷載每級(jí)為2kN(相對(duì)于P/2)。跨中梁頂混凝土表面、跨中CFRP板底、跨中縱筋、試驗(yàn)剪跨區(qū)底板及梁中箍筋都貼有電阻應(yīng)變片，荷載由測(cè)力傳感器測(cè)定，支座沉降及跨中位移由線性可變差動(dòng)傳感器測(cè)定。數(shù)據(jù)經(jīng)數(shù)據(jù)自動(dòng)測(cè)定儀采集處理后連接電腦，每級(jí)荷載記錄1次數(shù)據(jù)。
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