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众所周知,实际工程中存在较多的钢筋混凝土约束梁(包括连续梁、框架梁、外伸梁等),这类梁在其内跨存在反弯点,力学性能要比同条件简支梁复杂,而笔者所查阅的众多关于FRP加固二次受力梁的抗剪试验成果多是基于简支梁得出的,有关FRP加固约束梁二次受力的抗剪性能试验研究却鲜有报道,且由于影响钢筋混凝土梁抗剪性能的因素较多,研究成果也不统一。
本课题采用具有优良性价比的GFRP(玻璃纤维布)加固二次受力钢筋混凝土约束梁,并对其破坏形态及抗剪性能进行专题试验研究,以期所得成果能给工程实践以有益参考。
试验以9根钢筋混凝土外伸梁(3根对比梁,6根加固梁)为基础,先对其进行“预裂”,卸荷后采用GFRP进行加固处理,实施二次受力破坏试验,并分别考虑了不同弯矩比和纤维不同粘贴方式的情况。通过试验,观测了两种情况下试验梁的破坏全过程及破坏形态;探讨了加固梁的抗剪破坏机理以及弯矩比和纤维粘贴方式对试验梁加固效果的影响;分析了外贴纤维条带的应变发展和受力特点;总结了斜截面纤维应变分布的规律和相关因素,综合考虑裂缝倾角、纤维粘贴方式及弯矩比的影响,结合本试验特征建立了与构件剪跨比相关的计算公式;最后用ANSYS软件对梁进行了有限元非线性分析,并与实际试验特征加以比较。
试验表明,GFRP能有效提高试验梁的抗剪承载力,变间距粘贴GFRP加固梁抗剪承载力的提高程度大于等间距布置的情况;“预裂斜裂缝”成为二次受力中的薄弱环节,二次受力加固梁与一次受力加固梁的破坏形态存在差异;一般情况下预损程度(45%以下)几乎不影响GFRP的加固效果,对加固梁的极限抗剪承载力影响不大;弯矩比较高时,对加固梁抗剪不利。