CTRM加固二次受力钢筋混凝土T形梁抗弯性能研究

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目前,纤维增强复合材料(FRP)是加固工程领域里一个全新的课题。FRP类材料因其轻质、高强,柔软易施工、耐久性好等优点,在结构的加固与修复中,应用越来越普遍。与普通的水泥砂浆相比,高性能复合砂浆的抗拉抗压强度、韧性、延性等更甚一筹。但现阶段,国内外的研究大多是针对FRP片材加固钢筋混凝土(RC)结构,而以碳纤维网格作为增强相的研究相对较少,同时,针对RC梁抗弯性能的研究以矩形梁居多,对T形截面梁的研究较少。综上,用碳纤维网格增强的高性能复合砂浆(Carbon Textile Reinforced Motar,CTRM)对T形梁的加固研究具有重要的研究意义。本文对经历了一次受力的钢筋混凝土T形梁采用CTRM加固后,研究其二次受力情况下的抗弯性能,考察了施加不同初始荷载以及不同CFRP网格层数对加固效果的影响。主要研究结论包括:(1)试验共制作了四根T形梁,其中一根为对比梁,三根为加固梁,研究其不同破坏程度下加固后二次受力的破坏特征,分析了各试件的裂缝分布情况、抗弯承载力、抗弯刚度等;结果表明:CTRM加固T形截面RC梁能明显改善梁底裂缝分布形态,其裂缝的最大宽度减小,平均裂缝间距也明显变小;同时有效地提高了其极限抗弯承载力。加固后的试件的正截面承载力受一次受力程度影响不大。(2)基于ANSYS有限元分析软件,对试验中四种不同工况的梁进行了数值模拟分析,同时增加了CTRM加固钢筋混凝土T形梁时以加固层用量为变化参数的模拟;一方面验证了试验结果可靠性,另一方面对试验探究参数进行了丰富和补充;为实际工程以及后续研究提供了一定的指导意义。(3)进一步对试验结果与数据进行分析和整理,并基于现有的规范,考虑二次受力的影响,对CTRM加固T形RC梁的正截面承载力计算公式进行了推导。其计算值与试验值吻合程度比较理想,可供工程实际参考。
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