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碳纤维布加固混凝土梁的抗弯承载力的应用

发布时间:2014-11-11发布人:admin

建筑加固是建筑行业的一个新型发展方向,有关加固技术的研究不断发展与完善。钢筋混凝土结构在使用的过程中,会随着时间的推移,其结构受力性能慢J漫的发生变化,诸如结构老化,裂缝扩大,结构表面风化等等。此外,建筑物使用功能的变化也将对结构承载力提出新的要求,诸如结构上荷载的增加等等,这些都必须在结构得到加固补强后,建筑物才能继续正常使用。寻找一种高效,快捷的加固方法,是各国工程界的共同目标,碳纤维布加固混凝土结构技术以其简单、快捷、高效等特有的优势,越来越受到世界各国的关注,这项技术自1997年引进我国以来,也受到我国工程技术人员的高度重视,本文针对当前碳纤维布加固混凝土结构领域中重要的一个研究方向—碳纤维布加固混凝土梁的抗弯承载力进行了深入的分析研究,得出了以下重要的结论:

1、对碳纤维布加固技术的加固机理进行了分析,提出其共同受力工作原理。由于碳纤维加固后混凝土梁的内部裂缝扩展得到了抑制,从而从微观上分析得出混凝土粱的刚度有所增大,故而可进一步得到碳纤维布能有效提高混凝土梁的抗弯承载力;

2、对碳纤维布加固混凝土梁后的三种破坏状态进行了详细分析,提出了三种破坏状态的判定准则,推导出在一定的适用条件下的三种破坏状态下的承载力计算公式;

3、对承载力计算过程中的折减系数做了分析,引入局部折减系数和碳纤维厚度折减系数两个概念,综合以上两项折减系数对结构承载力的影响,提出了综合折减系数;

4、通过对碳纤维布加固混凝土结构的碳纤维布、混凝土、钢筋等三种材料彼此之间的界面力学性能研究,得出混凝土与碳纤维布界面破坏有时不是由于加固设计承载力不足引起,而是碳纤维布与混凝土之间发生剥离破坏,破坏后碳纤维布表面附着一薄层混凝土,是发生在混凝土面层的一种破坏,碳纤维布未能发挥其材料强度;

5、通过挠度分析和刚度分析,可以知道,碳纤维布加固后梁的刚度明显增大,由于梁的刚度与挠度成反比,从而使得梁的挠度减小,改善了梁的变形性能。

6、通过ANSYS非线性有限元模型对钢筋混凝土梁抗弯承载力进行了数值模拟,考虑了各影响因素的影响效果,分别就加固梁与未加固梁通过非线性有限元分析计算,对加固前后的计算结果进行对比分析,为进一步分析碳纤维布受力机理和变形奠定了基础。此外,未加固梁的挠度急剧增长,而经加固后的梁由于屈服荷载得到提高,挠度增长缓慢,这也验证了碳纤维布的使用可以提高构件的抗弯刚度,从而减小挠度。因此,可以得出钢筋混凝土梁用碳纤维布加固后,挠度、刚度和受力状况得到了极大的改善。

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