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近年來，隨著纖維復合材料在混凝土結(jié)構加固中的廣泛應用，其相應的試驗研究也取得了豐富的成果。目前，國內(nèi)外對纖維復合材料加固混凝土梁的承載能力的研究比較成熟，而對正常使用階段的撓度、裂縫的研究還不夠成熟。文獻(以下簡稱規(guī)程)也未明確指出加固后鋼筋混凝土梁的正常使用階段撓度、裂縫的驗算方法。通過試驗研究，根據(jù)文獻給出的撓度計算模型對10根梁的撓度進行了理論計算。探討了CFRP加固鋼筋混凝土梁剛度和撓度的變化規(guī)律，用ANSYS有限元結(jié)構分析程序進行了分析，并將有限元分析結(jié)果、理論計算結(jié)果、試驗結(jié)果進行分析。
試驗件制作了10根鋼筋混凝土梁。試件梁尺寸均采用200 mm×300 mm×2 400 mm，凈跨2100 mm。梁的受力筋采用HRB335，箍筋則采用HPB235(純彎曲段箍筋為 8@200，其它段為 8@100，受壓區(qū)構造配筋為212。
在澆筑混凝土梁的同時制作12個150 mm×150 mm×150 mm標準試塊，用做混凝土抗壓強度測試。試驗梁主筋及箍筋抗拉強度在萬能試驗機上測試。實測混凝土及鋼筋強度見表。CFRP采用日產(chǎn)FTS-C1-30型CFRP布，設計厚度0.111 mm，浸漬樹脂D-70(粘貼CFRP布)。CFRP布以及相應的粘結(jié)樹脂檢測結(jié)果見表。
試驗加載裝置如圖所示。試驗采用凈跨3分點處2點對稱加載，加載方式為機械式千斤頂配合反力架手動加載。實際加載過程中，實行分級加載，在接近開裂荷載與鋼筋屈服荷載以及極限荷載時，每級荷載3kN，其他情況根據(jù)實際情況按5 kN或者10 kN一級加載。試驗過程中記錄各級荷載作用下碳纖維布、鋼筋、混凝土的應變及試驗梁的跨中撓度。
試驗結(jié)果表明，對比梁的跨中撓度值要大于加固梁的跨中撓度值，說明碳纖維布對混凝土梁撓度變形有一定貢獻，對比梁的破壞承載力要小于加固梁的破壞承載力，說明碳纖維布對混凝土梁的承載力提高有一定貢獻，配筋率/單根鋼筋直徑、混凝土強度等級及保護層厚度對撓度變形的發(fā)展影響不夠明顯。粘貼CFRP雖然不能阻止混凝土開裂，但是可以抑制裂縫的擴展，并且裂縫發(fā)展較為緩慢，中和軸的上升也較為緩慢，對剛度有間接地提高作用。
專業(yè)從事機械產(chǎn)品設計│有限元分析│強度分析│結(jié)構優(yōu)化│技術服務與解決方案
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