碳纤维布增强钢筋混凝土柱抗剪承载力的试验研究和理论分析.pdfVIP

碳纤维布增强钢筋混凝土柱抗剪承载力的 试验研究与理论分析 谢 剑 陈胜云 赵 形 (天津大学土木S程系，天津 300072) 摘 要 墓于本课题组多年的研究实践，对碳纤维布(CFS)增强钢筋混凝土柱抗剪承载 力的试验研究成果进行了总结。通过参考国内外的相关研究成果，本文对破纤 维布增强钢筋混凝土柱的受剪机理进行理论研究，分析了各种因素对加固后钢 筋混凝土柱杭剪承载力的影响，从而提出设计计算公式，并就公式使用过程中 的碳纤维布包裹层数、碳纤维布包裹宽度等指标提出了设计建议。 关健词 碳纤维布;钢筋混凝土柱;抗剪承载力 Abstract Basedon theexperimentandresearch,thispapersummarizedthe achievementsontheshearstrengthofreinforcedconcretecolumnsstrengthenedwith continuouscarbonfibersheet(CFS).Theshearmechanismofthiskindofspecimensis studiedandthefactorsaffectingtheshearstrengthofreinforcedconcretecolumns strengthenedwithCFSareanalyzed.Severalsuggestionsarealsogivenforusingthe newstrengtheningtechniques.Atlast,asimplifieddesignmethodisproposedinthis paper.Resultscalculatedwiththedesignmethodagreewellwithexperimentaldata, andthedesignmethodcanmeettheengineeringrequirements. Keywords carbonfibersheet;reinforcedconcretecolumns;shearstrength 1 前言 近年来，碳纤维材料在土木工程中的应用一直是国内外土木工程界研究的一个热点，对于碳纤 维布增强钢筋馄凝土柱抗剪承载力的研究，也有很多成果;尽管对碳纤维布增强钢筋混凝土柱的抗 剪机理还没有完全搞清，但对碳纤维布在柱抗剪中的作用有一些共识，即:碳纤维布横向包裹钢筋 混凝土柱，其作用类似于箍筋，柱的轴压比、剪跨比、碳纤维布用量等参数对柱的抗剪承载力影响 很大。 综观国内外在碳纤维布增强钢筋混凝土柱抗剪承载力研究方面的成果，抗剪设计公式的形式 多种多样，其中最有代表性的几个公式如下: (1)Y.Xiao通过3根玻璃纤维织物加固钢筋混授土圆柱的抗剪试验，提出了如下的计算 公式1[81: V二V,+V。十V,干矶 其中:V},vV，和V,分别代表混凝土、箍筋、轴压力和纤维织物提供的抗剪承载力。 对于由纤维织物提供的抗剪承载力，文献 8〔]采用了如下的计算公式: V一晋fidti(D一)Coto 其中:fd,tD,c,B分别代表纤维织物的拉伸强度、纤维织物的计算厚度、柱的直径、柱的受压区高 度和彬架机构的角度。 (2)清华大学在对7根碳纤维布加固钢筋混凝土柱抗剪试验研究的基础上，提出柱的抗剪承 144 第二届全国土木工程用纤维增强复合材料(FRP)应用技术学术交速全 2002.7 中国 ·昆明 载力由两项组成川: V}=Vac+VCFS 即在现行 《混凝土结构设计规范》规定的柱抗剪承载力(VRC)的基础上增加一项Vc}，以考虑碳纤 维布对钢筋混凝土柱抗剪承载力的提高作用。VCF，按下式计算: V1、二UP-fCFsbho 其中:V,PCFS,fCFS,b,h。分别代表受剪系数、碳纤维布的极限抗拉强度、柱的宽度、柱的有效截 面高。 (3)中国工程建设标准协会建议的碳纤