理论教育 CFRP布加固混凝土梁一阶段剥离应力分析

CFRP布加固混凝土梁一阶段剥离应力分析

时间:2023-06-22 理论教育 版权反馈
【摘要】:对于未开裂的CFRP片材(布)加固的完整混凝土梁,混凝土/钢筋混凝土与CFRP片材(布)的复合受力近似地满足平截面假定,这已被抗弯加固试验与工程实践所证实。再者,水工混凝土/钢筋混凝土开裂应变很小,通常在×10-4范围内,故在CFRP片材(布)粘贴层数不多且界面粘贴牢固情况下,一般不会发生剥离破坏。为此,式在CFRP片材(布)加固完整混凝土梁第一受力阶段仍可适用其剥离应力的分析。

CFRP布加固混凝土梁一阶段剥离应力分析

对于未开裂的CFRP片材(布)加固的完整混凝土梁,混凝土/钢筋混凝土与CFRP片材(布)的复合受力近似地满足平截面假定,这已被抗弯加固试验与工程实践所证实。

为此,设I01为加固梁全截面换算抗弯惯矩,y0为换算截面的中性轴到CFRP片材(布)中间的距离,Ec为加固梁混凝土的弹性模量,M0(x)为加固梁相应截面的总弯矩,CFRP片沿厚度方向的平均应变εcf

则CFRP片材(布)的拉力Ncf(x)为

式(2.11)即为承受任意竖向力的混凝土加固梁跨中区域CFRP片材(布)拉力表达式。

相应在CFRP片材(布)上任意截面处的剥离应力表达式为

式中 Q0(x)、q(x)——加固梁任意截面上的总剪力及梁上作用的荷载集度。(www.daowen.com)

对于一定的加固梁而言,这些都是已知的,代入式(2.12)即可求得作用在相应截面上的剪应力和正应力。

需要指出的是,当加固的梁发生开裂,则截面不再符合“平截面假定”。显然,用式(2.12)就不能计算开裂处附近的界面应力分布规律。在水工程混凝土/钢筋混凝土结构(构件)中,采用常规的“三冷法”拌和现浇的实情,往往是普遍存在着不同程度的开裂,除非像三峡水利枢纽大坝第三期(右岸坝段)混凝土无裂缝(纹)时,式(2.12)才会适用。

另外,实际工程中CFRP片材(布)的粘贴层数一般控制在1~4层,其厚度不超过3mm,与混凝土/钢筋混凝土梁相比小很多,故式(2.12)推导过程中忽略了CFRP片材(布)应力沿厚度方向的变化是合理的。

再者,水工混凝土/钢筋混凝土开裂应变很小,通常在(1~1.7)×10-4范围内,故在CFRP片材(布)粘贴层数不多且界面粘贴牢固情况下,一般不会发生剥离破坏。为此,式(2.12)在CFRP片材(布)加固完整混凝土梁第一受力阶段仍可适用其剥离应力的分析。

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