纤维复合材箍板的粘贴方式及机理

发表时间: 2018-07-25 16:35:05

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1.纤维片材的纤维方向宜与构件轴向垂直,或与潜在的斜裂缝方向垂直(在地震烈度设防区,由于水平地震作用的往复性,造成潜在斜裂缝方向的不确定性,故碳纤维方向应与构件轴向垂直)。


2.碳纤维片材采用条带布置时,其净间距Sf,n。不应大于现行***标准《混凝土结构设计规范》(GB50010-2010)规定的***箍筋间距的0.7倍,且不应大于梁高的1/4,以防止出现斜拉破坏。


3.粘贴方式应优先采用锚固性能***的封闭粘贴方式,四面全裹的加固效果是***的。其次也可采用U形粘贴,侧面粘贴;


当采用碳纤维板时,可采用双L形板粘贴形成U形粘贴。为了加强箍板的锚固性能,对U形粘贴和侧面粘贴方式应在箍板的末端加粘纵向压条,如下图。当梁高h≥600mm时,应在梁的腰部增设一道纵向腰压条。



箍板锚固的加强措施


4.外贴FRP加固混凝土结构的抗剪破坏机理,仍可用桁架,拱模型解释。在梁侧粘贴FRP,在梁开裂前 FRP的作用不明显,但斜裂缝出现后,与斜裂缝相交处FRP中的应力会突然增大,FRP除参与承受剪力外,还可以有效地约束斜裂缝的开展,减少斜裂缝的宽度,提高斜裂缝处混凝土骨料的咬合作用。可见,外贴的CFRP类似于增设了箍筋,但其作用与梁内箍筋的作用还有以下区别:


1)箍筋为封闭式环箍,其锚固性能好,而外贴FRPU形箍板的锚固性能较难保证,特别是侧贴条带时,由于端部发生应力集中现象,多发生粘结破坏,加固效果不明显。


若是粘贴U形条带+压条的加固方式,在底部不存在应力集中现象,当在顶部增设压条后,不仅对抗剪有利,而且可使该处应力集中现象大为改善。


2)钢筋为延性材料,当斜裂缝产生后,与斜裂缝在梁底附近相交的箍筋首先屈服,但并未被拉断而进入塑性流动,其良好的延性可保证与斜裂缝相交的其他箍筋也进入屈服阶段。


FRP为弹性、脆性材料,斜裂缝底部较宽,上部较细,故底部的FRP较早、较大地发挥作用,而顶部的FRP较小、较晚地发挥作用,所以会导致底部的FRP超过其极限应变先破坏,然后将其他部位的FRP撕开,各个击破。


关于这点,将通过碳纤维布达到受剪承载能力极限状态时,对片材受剪拉应变εcfv的取值方式,在抗剪承载力计算公式中加以考虑。


5.碳纤维布的粘贴层数会对梁的受剪承载力有一定影响,但层数越多,所需的锚固长度也相应较大。对于U形粘贴方式方案,如果加固时对箍板所能提供的锚固长度有限,则破坏时碳纤维布会产生粘结锚固破坏,使其强度没有得到充分发挥,为此应在箍板端部粘贴压条。


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