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,5.2 梁、板】的抗弯?加固
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5.2.1 【 对于?深受弯构件目—前尚未有试验研究资!料可:。供参考本节的—计算公式不能推广到!深受弯构件的加【固计算
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对!于双向板虽》已有一些试验研究资!。料表明?在板底双《向粘:贴复:材片材可《。。显著:提高双?向,板的承载《力但:由于:。试验:研究和计算》方法:还不成熟本》标准中暂《未列出专门的计【算公式可参考单【向板的计算方法按两!个方向分《别计算
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5《.2.2 从【对受弯构件加固的效!率和使用可靠性来】说对裂缝《和,耐久性加固修复最】好其:次是受弯疲劳加【固再次是抗剪—承载力加固对于抗弯!承载力加固则—以钢筋混凝》土,板的加固较为有效因!为板的?配筋:率一般较《小加固复材片材的截!面相对较大》可有效提《。高承载能力对梁【的抗弯承载力—加固宜采用碳—纤维:复材:片材当用《。于,主梁:抗弯承载《。力加固时仅容—许采用碳纤维复材】片材进行抗弯—加,固,同时必须对正常使】用极:限状态?下的:受拉钢筋应》力进行验算》确,保不超过钢筋—抗拉强度标准值还应!特,别注意意外》情,况可能导《致复:材片材加固失效引起!的主梁承载力不足
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试验研究!表明:粘贴:碳,纤维复材片材加固】钢筋混凝《土,受弯构件对》于疲劳寿《命有显著的》提高其疲劳》寿命加固提高机理在!于可:减小:裂,。缝宽度控制裂—缝的进一步开展【减小:裂缝:截面处的钢》筋,应力从而减》。小裂缝?截,面处的钢筋疲劳损】伤因此粘贴碳纤维复!材片材对钢筋混【凝土受弯构件的疲劳!加固是一《种,较为有效《的加固应《用形式
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粘贴!复材片材对于裂缝和!耐久性修复可—不考虑?加固后的承载力提高!。作用仅考虑其隔离侵!蚀,性介质通过》。裂缝对钢筋产生锈蚀!影响保证和提高原】构件:。的耐久性《和使用年限因—此宜:采用满贴方式以【隔离环境介质对原】构件材料的劣化【作用影响为了避免】粘贴复材片材修【补后:裂缝进一步开展复】材片材的纤维方【向宜与裂缝》方向:垂直
】5.2.3》 , 试验和《分析均表明》当被加固梁的配筋】率较大时即》未加:。。固钢筋?混凝:土,梁的受压区》。高度x较大时受弯承!载力加固提高幅度有!限且延?性较:小因此不宜进—行抗弯加固
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:5.:2,.4 《本条规定的粘—贴复材片材加—固混凝土受弯构件】的,受弯承载力计算【公式与现行国家【标准混凝土结—构设计?规范GB 500】1,0是统一的其—关键是确《定达到受弯》承载力极《。限状态时复材—片材的拉应力设【计值σ?fmd=Ef—εfmd其中εf】md为达《到受弯承载力—极限:状态时复材片材【的拉应变设计值【εf:md取以《下三情况《下复材片材拉应变的!较小:值
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: (1)复材!。片材抗拉强度设计】值,ffd与其弹性【。模量E?f的:比值;
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(2)!受压边?缘混凝?土达到极《限压应变ε》cu时?复材片材的有效拉应!变,εfem1;
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(3)!复材片材与混—凝土界?面产生剥离或粘结破!坏时复材片材的有效!拉应变ε《f,em2?
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? , 对于《上述第(2)—种情况受压区—混凝土?可按现行《国家标准混》凝土结构设》计规范GB 50】010的规定等效为!矩形应力图计算【而当Efεfmd小!于复材片《材,抗拉强度《设计值?ffd时受压边缘】混凝土?压应:变未达到极限压应】变εcu此》时受:压区混凝土应力图的!。等效矩形应力—图形系数小》于现行国家》。标准混凝土结构设计!规范GB 50【010的规定—值因此引入系—数ω考虑这一差别】对受弯承载力所产】生的降低影》响
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— 在计算中复材【。。片材的截面面积A】f是指?抗拉强?度检测时所采用的名!义计算厚《度与粘贴宽度和粘贴!层数:的乘:积同样复《材片材的弹》性模量Ef也—应按检测时所取的】名,义厚度或截面—面积所测定的弹性】模量确定
】
《 本条受》弯承载力计算公式适!用于混凝土强度【等级不大于C50的!情况对于混》凝土强度等级—大,于C5?。0,的受弯构件》本条的计算》。公式应按照现—。行国:家标:。准,混凝土结构设计规范!。GB 500—10矩形应力图【形系数?进行调?整对于矩形》截面取?受,压翼缘高度h'f】等于零、受》压翼:。缘宽度b'f等【。于,截面宽度b计算【对于单?向,板取宽?度b等于100【0,mm高度等于—h按矩形《截面计算计算所【得复材片材加—固量应按100【0mm板《宽分条带均匀布置】
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》本条给出的受弯承载!力计算公式》也适用于嵌入式【碳纤维复材板条加】固混凝土《构件的受弯承载力计!算;:对于嵌入《式碳纤维复》材板条加固εfem!2的:。计算应根据》本标准第《5.6节确定
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5》.2.5 本条】系根据受压边缘混凝!土达到极限》压应:变时的截面受力平衡!。条件和截面应变【平截面?假定联立求解得【到计算?达,到该受弯承载力极限!时的复材片材有【效拉应变εf—。em1本《条计算公式》仅适:用于当受压边—缘混凝土达到—极限压?应变时受压钢筋已】经屈服的情况—
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》 本条计算公式!适用于混凝》土强度?等级不大《于,C,。50的情况对于混凝!土,强度等级大于C5】0的受弯构》件本条?的计:算公式应按照—现行国家标准混凝】土结构设计规范【GB ?5,。0010矩形应【力图形?系数进行调整混【凝土极限压应变也应!作相应调整对于矩】形截面取受压翼缘】高度h'《f等于?零、受压翼缘宽【度,b,。'f等?于截面?宽度b计算对于【。单向板取宽》度等于?1000mm范围内!的复材片材高—度等:于,。h按矩形截》面计算
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5.2》.,6 : 现有试验》研究表明抗弯加固】时大量存在复材片材!。与混凝土界面强【度不足而发》生界面剥《离,破,坏的情况受》弯加固界面》剥离破坏主》要分为三个类型【在复材端部由于【应力:集中引起的剥离【破坏;在斜裂缝位置!梁剪切错动引起的】剥,离破坏;在受弯裂缝!附近由于裂》缝张开引起的—剥离:破坏其?中端部?剥离破坏应》通过根据本标准第】5.2.12—条在复?材,片,材端:部设置U形箍或【者,机械锚固构造措【施加以避免构造U形!箍的:数,量和布?置是根据已有试验】研究确定的;斜裂】缝引起的剥离—破坏应通过保证梁】强剪弱弯限制斜裂缝!出现及其宽度加以】避免由?于钢筋混凝土梁大】多带裂缝《工作而根据已有研究!即使采?取附加锚固》措施也难以用构造方!法来避免《受,弯裂缝附近的剥【离破坏;另外在复材!片材端部设》置U形箍或》者机械锚固后—即使:发生受弯裂缝附【近的剥离破坏其破】坏过程也具有一【。定的延性《特征:因此在实际受弯加】固中容许第三—。类剥:离破坏作《为受弯承载力极限】状态的一种》形式并?应,对其抗弯承载力进行!计算试验研究表【明在最?大弯矩区加》。机械压板[本—标准图?5.2.12—。-2(a)》]可:提高加固效果减缓】或避免第三》类剥离?破坏的发生本条【给出的复《材片材有效拉应【变εfem》2,。。是根据梁中部受弯】裂缝开展引起剥【离破坏的界》面受力分析》和国内外《大量:试验研?究结果分析得—到的
】5.2.7 【考虑二次《。。受力影响时极限受】弯承:载力:状态时复材片材的有!效应变应扣》除初始弯矩》下被加?固,梁计算截面处受【拉边缘的《初,始拉应变《根据:试验:和理论?分析初始弯矩Mi】小于未加固梁—受弯:承载力?的2:。0,%时受拉边缘的初始!拉应变较小复材【片材受拉应变的滞后!效应不大对》加固后的《受弯承载力影响不大!。故,可忽略初始弯矩的】影响当初始弯矩M】i大于未加固梁【受弯承载力》的50%以》上时受拉边》缘,的初始拉应变较【。大非预应力》加固方法的复材【片材受拉应变的滞】。后较大?复材片材《的,强,度得不到有效发挥宜!。采取预应力复材片】材,加固方法或》。经过论证可靠的其】他方法
! 初始—弯矩:作用下加固》。前计算截面受拉边缘!的,初始应变《的,计算方法是》根据初始弯矩—作用:下由平截面假—定按钢筋混凝—土截面受力分—析方法得到的
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5.2【.8 因为受弯加!固复:材的粘贴面积相对】于受拉钢筋》面,。积而言一般较—小且碳?纤维复材的弹性【模量与?钢材相近《其他复材的弹性模量!明显:小于钢材因此在未采!用预应?力加固的情况下复】材片材是在受拉钢】筋屈服后才开—始发挥较大的作用】因此尽?管按受弯承载—力极限状态进行【。计算可提《高受:弯构件的承载力【但为保证《加固后正常使用【阶,段承载的《可靠性避免》钢筋:在,。正常:使用荷?载下:超过:屈服强度需对正【常使用阶段标—准荷载组合》下,受拉:钢筋的拉应》力进行控制此—外当需要《考虑意外事件造成复!材加固失效》时应:保证被加《固梁仍能承受频【。遇荷载组合而不致】破坏如不符》。合本:条,所规定?的要:求将会因《受拉钢筋屈》服而导致正常使用】阶段:出现较?大裂缝和变形因此】本条:规定是对抗弯承【载,力加固的重要补【充必须进行计算
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5.—2.9 》粘贴复材片材对钢】筋混:凝土和预应力混【凝土受弯《构件进行《裂缝修复是》提高耐久性的有效】方法此时应采用满】贴复材片材方法封】闭已有裂缝且复材片!材纤维方《向宜与裂缝垂—直由于对在梁—侧面粘贴《复材片材《、且纤维方向—。。垂,直于裂缝方向的封】。闭裂缝?。修复不仅可控—制裂缝的继续开展也!避免了侵蚀介质对钢!筋的锈蚀作用—满足耐?久性要求故可不【必再对裂缝宽度【进行验算
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5?.2.10 【对仅:在,受拉面粘贴》复材片材加固的【受弯构件裂缝—宽度的计算方法【与现行国家标—准混凝土《结构设计《规范GB 》50010相—同只是在《计算公式中》考虑了复材片—材对裂缝《间距、受拉钢筋【。应,力和受拉区有—效配筋率的影响【
5【.2.11》 粘贴复》材,。片材对受弯》构件进行加》固后其对抗弯刚度】的提高作《。用,。相,当于在原有钢筋基础!上增加了《复材的?换算钢筋面积不过】在计算加固构件的】变形时应《根据加?固前荷载情》况和加固《后增加荷载》情况分别采用不【同的抗?弯刚:度计算不《同阶:段的:挠度变形然后—叠加得到加固—后的挠度变形—
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5》。.2.12 — 本条对采用—复材片?材进行受弯承载【。力加:固做出了规定
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《 1、2 —端部:纤维布U形箍—主要:用,于防止复材端部应力!集中:引起的剥离破坏【由于此?类剥:离破坏?。脆性较大且受力【复杂因此端部U【形箍必须有足够【。的强:度和刚度相》比于竖向(90°】)纤维布《U形箍斜《向(45°)纤【维布U形箍能—够更有效地限制端】部裂缝的开展从而】更容易达到限—制端部剥《离,的目的?在,梁中部弯曲裂缝【或者弯?剪,裂缝附?近还会出现中部【受弯裂缝引起的剥离!中部受弯裂缝引起】。的,剥离破坏已通—过本标准《第5.2.6条的规!定加以限制
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: 3 — 在梁、板负—弯矩区进行受弯加】固时复材片材—的截断位置的确定方!。法同钢筋截断根据有!效翼:缘,宽度的概念在梁两侧!4h'f范围内粘贴!复材片材可发挥受】拉作用由于该—粘贴方法不能保【证加固?梁端部具《有足够延《。性因此不《应在:混凝土框《架的抗震加固中采用!
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