钢筋混凝土梁—柱—节点组合件碳纤维加固的试验研究

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在钢筋混凝土修复加固工程中,利用FRP材料进行加固已被证明是一种有效的加固方法。在用CFRP对构件进行加固方面,已有很多研究者对此进行了试验和研究,如梁跨中粘贴平行于梁轴线的纤维箍进行抗弯加固,用横向纤维箍进行抗剪加固等。而对RC节点,由于碳纤维的材料特性,使其不可绕过凹角进行加固的施工难题,使节点区加固试验无法进行。本文设计了一种对节点部位梁柱端用碳纤维布(CFRPs)进行加固的方法,并用试验进行了验证。试验结果表明用这种方法对梁-柱-节点组合试件的梁柱端进行加固可有效提高极限承载能力,延性也有改善,从而解决了CFRPs用于加固钢筋混凝土框架结构技术中的一个难题,并对这种加固方法提出了设计建议。建立了几个界限状态的界限纤维加固量公式,据此判断加固后的破坏状态,并根据相应的公式计算抗弯极限承载力,理论结果和试验结果相符。对梁截面要求有一定延性时的纤维最大加固量进行了讨论。讨论了纵向纤维对压弯构件的加固效应,指出加固效应与轴压比有关,纵向纤维不能提高柱轴压比限值。通过对节点的抗剪验算,对工程设计中强剪弱弯,强柱弱梁,强节点原则进行探讨,指出了加固设计中应注意的若干事项。对梁端变形进行理论分析并和试验进行对比,指出了影响节点刚度的若干因素。最后,用ANSYS软件对试验进行数值模拟,给出了几个加载段钢筋、混凝土、碳纤维的应力应变分布和发展,计算结果和试验结果吻合较好。
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