《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
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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 5001】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σfm【d=E?fεf?md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εcu【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》fem2
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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 50010的】规定等效为矩形应】。力图计算而当Efε!。fmd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,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
! 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 【50010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10《0,0,mm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》εfe?m2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】εfem1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C50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G!B, 5001》0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》.1:。2-2(《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εfe》m,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
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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 !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
【 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《
【 ?。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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