纖維復合材箍板的粘貼方式及機理

發表時間: 2018-07-25 16:35:05

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1.纖維片材的纖維方向宜與構件軸向垂直,或與潛在的斜裂縫方向垂直(在地震烈度設防區,由于水平地震作用的往復性,造成潛在斜裂縫方向的不確定性,故碳纖維方向應與構件軸向垂直)。


2.碳纖維片材采用條帶布置時,其凈間距Sf,n。不應大于現行***標準《混凝土結構設計規范》(GB50010-2010)規定的***箍筋間距的0.7倍,且不應大于梁高的1/4,以防止出現斜拉破壞。


3.粘貼方式應優先采用錨固性能***的封閉粘貼方式,四面全裹的加固效果是***的。其次也可采用U形粘貼,側面粘貼;


當采用碳纖維板時,可采用雙L形板粘貼形成U形粘貼。為了加強箍板的錨固性能,對U形粘貼和側面粘貼方式應在箍板的末端加粘縱向壓條,如下圖。當梁高h≥600mm時,應在梁的腰部增設一道縱向腰壓條。



箍板錨固的加強措施


4.外貼FRP加固混凝土結構的抗剪破壞機理,仍可用桁架,拱模型解釋。在梁側粘貼FRP,在梁開裂前 FRP的作用不明顯,但斜裂縫出現后,與斜裂縫相交處FRP中的應力會突然增大,FRP除參與承受剪力外,還可以有效地約束斜裂縫的開展,減少斜裂縫的寬度,提高斜裂縫處混凝土骨料的咬合作用。可見,外貼的CFRP類似于增設了箍筋,但其作用與梁內箍筋的作用還有以下區別:


1)箍筋為封閉式環箍,其錨固性能好,而外貼FRPU形箍板的錨固性能較難保證,特別是側貼條帶時,由于端部發生應力集中現象,多發生粘結破壞,加固效果不明顯。


若是粘貼U形條帶+壓條的加固方式,在底部不存在應力集中現象,當在頂部增設壓條后,不僅對抗剪有利,而且可使該處應力集中現象大為改善。


2)鋼筋為延性材料,當斜裂縫產生后,與斜裂縫在梁底附近相交的箍筋首先屈服,但并未被拉斷而進入塑性流動,其良好的延性可保證與斜裂縫相交的其他箍筋也進入屈服階段。


FRP為彈性、脆性材料,斜裂縫底部較寬,上部較細,故底部的FRP較早、較大地發揮作用,而頂部的FRP較小、較晚地發揮作用,所以會導致底部的FRP超過其極限應變先破壞,然后將其他部位的FRP撕開,各個擊破。


關于這點,將通過碳纖維布達到受剪承載能力極限狀態時,對片材受剪拉應變εcfv的取值方式,在抗剪承載力計算公式中加以考慮。


5.碳纖維布的粘貼層數會對梁的受剪承載力有一定影響,但層數越多,所需的錨固長度也相應較大。對于U形粘貼方式方案,如果加固時對箍板所能提供的錨固長度有限,則破壞時碳纖維布會產生粘結錨固破壞,使其強度沒有得到充分發揮,為此應在箍板端部粘貼壓條。


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