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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,
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G?。B 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=—Efεf《md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Ef的比值;
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》 , :(2)?受压边缘混凝土达】到极限压应变εc】u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GB 【50010的规定】等效为矩《形应力图计算而当E!fεfmd小—于复材片材》抗拉强度设计值ff!d时受压边缘混凝】土,压应变?未达到极限压应变ε!c,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 【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:
!。 ,本条受弯承载力【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《 50?010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1000m!。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εfem2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εfem—1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 500》10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【0mm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εfem2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
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】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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》5.2.10 【。。 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 5!0,010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《
5.2!.1:2 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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