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
! 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
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
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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
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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 50!010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=》Efεfm》。d其中ε《fmd为达》到受弯承载力极【限状态时复材片【材的拉应变设—。计值εfm》d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Ef》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—ε,fe:。m1;?
】 (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εfe】m2
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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 5?0010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f:fd时?受压边缘混》凝,土压应变未达—到极限压应变εc】u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 ?5001《0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?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1【000?m,m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ε》fem2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,
! 本:。条计算公《式适用于混凝—。土强度等《级不大于C5—0的情况对于—混凝土强《度等级大于》C50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 《50010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10—00mm范》围内的复材片材高】度等于h按矩形截面!计算:
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
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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】
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《.1:0 ?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G:B, 500《10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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5.2.1】1, 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(9》0,°)纤?维布U?。形箍斜?。向(4?5°)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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