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碳纤维布加固钢筋混凝土连续梁试验与分析

贾莹  
【摘要】: 利用碳纤维布加固混凝土结构,可以充分发挥碳纤维布的高强度、耐腐耐久、质轻等优势,近年来已被广泛应用于土木工程领域,并一直成为国内外研究的热点。 为了研究碳纤维布加固情况下钢筋混凝土连续梁的受力特点,制作了3根两跨连续梁试件,对试验梁跨中控制截面采用碳纤维布进行受弯加固。完成了试验梁的每跨三分点的静载试验。获得了试验梁在不同受力阶段的荷载、裂缝分布、变形等试验数据。 基于实测数据,利用ANSYS有限元分析软件,开展了碳纤维布加固钢筋混凝土连续梁的有限元分析。分析结果表明:利用实测数据修正后的有限元分析结果与试验结果吻合良好。在此基础上,利用ANSYS有限元分析程序建立9根碳纤维布加固混凝土连续梁分析模型,开展这类构件受力状况的分析研究工作。得到了各构件在中支座钢筋屈服时刻、跨中钢筋屈服时刻、碳纤维布被拉断时刻各阶段的承载力,裂缝分布状况,变形等有限元分析结果。 根据试验数据及有限元分析结果,阐述了在加固状态下钢筋混凝土连续梁内力重分布情况及内力重分布程度,并指出内力重分布与配筋率、跨度的相互关系。基于实测与分析数据,分别以中支座控制截面配筋率与跨度的比值β0、跨中控制截面配筋率与跨度的比值βm为自变量,提出了中支座控制截面纵向钢筋屈服时刻的承载力与β0的关系式、跨中钢筋屈服时刻承载力与βm的关系式,并进一步得到当碳纤维布破坏时刻的承载力关系式。 为进一步考察加固后连续梁的内力重分布状况,基于实测与分析数据,分别提出了当连续梁跨中控制截面纵向钢筋屈服时刻及碳纤维布被拉断时刻的内力重分布关系式,为开展这类构件的设计研究积累了一定素材。


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