CFRP布加固混凝土梁的裂缝分析与计算_庄江波(3)

88东南大学学报(自然科学版)

根据文献[10]的研究成果,CFRP布与混凝土

Af

kf=0124

As

第36卷

(10)

的粘结强度Sf与混凝土抗拉强度ft成正比,引入加固影响系数B=

AfAfSfd/(4tf)-Ss=k-fAs+AfAs+Aftfs

按式(6)~(10)计算的CFRP布加固混凝土梁的裂缝间距与试验结果对比如表3所示.表中计

算与实测比值平均值为1105,均方差为0141.由于表中实测值仅给出范围,但由数据对比可见,计算值与实测值能够较好地吻合.试验梁LS2S由于没有配置腹部构造钢筋,所以实测裂缝间距偏大.

如果式(9)中的混凝土梁的平均裂缝间距lm按照丁大钧建议的公式计算变形钢筋

lm=

光面钢筋

lm=8

(1+2C+014Cc11)f

(11b)

8

(1+2Cc1+014C1)Qf

(11a)

[11]

(8)

式中,kf=Sf/(4Ss)为粘结作用相关系数,由以上分析可得CFRP布加固混凝土梁的平均裂缝间距lmf与未加固混凝土梁平均裂缝间距lm的关系为

lmf

lm

=

1+B

(9)

,则有

由式(8)可以看出,B与混凝土抗拉强度、CFRP布与钢筋的面积比有关.利用实测CFRP布加固混凝土梁的平均裂缝间距lmf与式(6)的计算值lm比较后,可以得到B值,进而利用式(8),可求出kf值,计算结果见表2.因CFRP布与混凝土之间的粘结强度与混凝土的抗拉强度成正比,所以kf应为常数,但实际上影响钢筋和CFRP布与混凝土粘结强度的因素很多,如钢筋和CFRP布滑移量等,且Af/As也对其有影响,据试验结果拟合得到

式中,C=(bf-1为受拉翼缘加强系数,C1b)hf/(bh);Cc为受压翼缘加强系数,Cc11=(bcf-b)hc=(As+f/(bh);Qf为综合配筋率,QfAf)/(bh0);d为钢筋直径.同样,利用实测CFRP布

表2 各试验梁裂缝间距计算结果

试验文献[3]文献[2]本文

试件BM0CB2CB1BM1-3BM1-4

文献[5,6]

BM1-5BM1-6BMII-2BMII-3A1

文献[4]

A2A3BEAM2

文献[7]

BEAM3BEAM4

fcu/MPa501304114541141251202512025120251201715017150341703417034170191401914019140

ft/MPa314131063106213321332133213311911191217821782178117511751175

lm/mm801581001041701251007162837175~11275~11275~11260~9090~11030~60

Af/A

s

按式(6)计算

lckfm/mm8418591137225193941598911284161771638513182115129143125168122122113178121136117106

010200101301322-010190101301078011270101701053

按式(11)计算

lmd/mmkf7513573181143160851097916275111681137518172165119190116120112170109160109160102190

010380107901126010360108601188012630110901165

010360112201097011200124001359015990107701154010450108901134010990109901198

注:lm为实测值;lmc,ldm为计算值.

表3 裂缝间距实测与计算值对比(lm按式(6),kf按式(10)计算)

试验梁实测值/mm计算值/mm计算值/实测值

试验梁实测值/mm文献[3]BM080158841581105A175~112文献[2]CB2100821710183文献[4]A275~112A375~112BEAM260~90文献[8]CB1104172251552115

LS2S115~200176.06

BM1-3125861270169文献[7]BEAM390~110BEAM430~60

BM1-4100751900176

71681340196

文献[5]BM1-5

BM1-662581040194

BMII-283821200199

BMII-371761631108