碳纖維加固混凝土梁的試驗研究.pdf

1、碳纖維加固是一項有效的混凝土結(jié)構(gòu)修復加固技術(shù)。本文的第一部分基于斷裂力學與梁的基本理論，對碳纖維加固混凝土梁的粘結(jié)膠層以及粘結(jié)界面的剪應(yīng)力分布進行了理論分析，得出了其理論解析解；討論了碳纖維板的粘結(jié)長度、粘結(jié)厚度和粘結(jié)膠層的抗剪模量對界面剪應(yīng)力分布的影響。本文的理論分析結(jié)果可以表明：增加碳纖維板的粘結(jié)長度可以緩解碳纖維板端部界面上的剪應(yīng)力集中，改善混凝土梁結(jié)構(gòu)的加固效果；增大碳纖維板的粘結(jié)厚度可以增大界面上的剪應(yīng)力，改善混凝土梁上載荷向

2、碳纖維板的傳遞效果，有利于充分發(fā)揮碳纖維布的潛能；如果粘結(jié)膠層的抗剪模量過大會加劇剪應(yīng)力的集中，從而對碳纖維加固的效果不利。 本文的主體部分對碳纖維加固帶初裂紋的混凝土梁進行了試驗研究。試驗考察了碳纖維布粘結(jié)長度以及粘貼方式對加固后混凝土梁極限承載力的影響。從試驗的結(jié)果來看，碳纖維的粘結(jié)長度增加對混凝土梁的加固效果的影響十分明顯：當碳纖維粘結(jié)長度為100mm時，混凝土加固梁的極限承載力一般為未加固混凝土梁的1.81-2.27倍；

3、而當碳纖維粘結(jié)長度為200mm和300mm時，混凝土加固梁的極限承載力則分別為未加固梁的3.35-3.97倍和3.61-5.76倍。相比之下，改善碳纖維板的粘結(jié)方式，即采用粘結(jié)雙層碳纖維布和在單層碳纖維布的基礎(chǔ)上粘結(jié)U形包頭的影響要小一些：采用雙層碳纖維布加固比單層碳纖維布加固時的極限承載力提高了8.5％-11.3％；采用包頭形式加固比單層碳纖維布加固的極限承載力提高了4.7％-18％。另外試驗還對裂紋深度對加固效果的影響進行了分析，結(jié)

4、果表明：不論采用什么樣的粘結(jié)方式加固，裂紋深度越大，則加固的效果就越明顯。 另一方面，本文還根據(jù)試驗中觀察到的現(xiàn)象和混凝土梁的最終破壞形式，對碳纖維加固混凝土梁的破壞模式和裂紋的發(fā)展過程進行了研究。在試驗中，碳纖維加固混凝土梁的破壞模式有三種：剪切破壞Ⅰ、剪切破壞Ⅱ和分層破壞。剪切破壞Ⅰ是由于在碳纖維板端部混凝土的剪應(yīng)力峰值超過其剪切強度產(chǎn)生剪切裂紋，剪切裂紋沿著與混凝土梁軸線成約45度角的方向擴展最終導致混凝土梁破壞。本試驗中