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
! ?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?
! 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
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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
!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 —。50010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σfmd【=E:fεfmd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εcu时复材片材!的有效?拉应变εfe—m1;
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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εf【。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—G,B :50:01:。0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【ε,cu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G—B :50010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Af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
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: , , :。本条受弯承载—力计算公式适用【。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 5001!0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1000mm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1000mm】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εf—em2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G:B :50:010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100!0m:m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.—1,2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《ε,。fem2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
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?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20%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Mi大于未!加固梁受弯承载力】的5:0%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 5001【0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
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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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