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碳纤维布加固钢筋混凝土梁抗剪承载力试验 学生姓名： ***** 学 号： ***** 指导教师： ***** 专 业： 土木工程 系（部）：土木建筑学院 二○一四年四月 1）研究现状 目前，我国大量的钢筋混凝土结构房屋需要维修加固，传统的加固方法如加大截面法、外包钢加固法、预应力加固法等虽然仍在应用，但都有不同的缺陷和各自的适用范围。近十几年来，碳纤维增强复合材料由于其高强、质轻、施工方便等特点而在钢筋混凝土结构的维修加固中得到了愈来愈广泛的应用。碳纤维增强聚合物（Carbon Fiber Reinforced polymer,简称CFRP）,又称碳纤维布（板），而且，美国、日本、德国等国家无论是在理论还是在施工技术方面都处于领先地位，但我国国情决定了不能照搬这些理论及技术，需要在此基础上总结和分析出适合我国实际情况的理论。我国已于2003年5 月颁布了5碳纤维片材加固混凝土结构技术规程6 (以下简称5技术规程6 )。近些年来，国内如天津大学、东南大学、武汉水利电力大学等单位均在研究和分析利用FRP来加固钢筋混凝土结构的机理和技术，尤其在利用其来提高钢筋混凝土构件受弯承载力方面成果较多，而在提高抗剪承载力、抗震能力方面相对较少。 由于CFRP具有高于普通钢材数倍的抗拉强度和较高的弹性模量，极好的抗腐蚀性能，而且重量轻，施工方便等优点，在很多情况下比其他加固方法具有优势。如何让应用于工程实践，必须通过实际结构的加固试验进行理论研究。下面将在利用GFRP加固钢筋混凝土梁抗剪承载力的试验结果基础上，对影响抗剪加固效果的若干因素进行分析，以便探索利用GFRP加固钢筋混凝土构件设计相关的构造措施，形成加固技术虽然众多学者针对碳纤维加固技术开展了大量研究工作, 但是对其破坏机理的研究还不充分。碳纤维布加固钢筋混凝土梁的抗剪性能进行了对比试验, 以期为碳纤维加固理论的进一步完善和在实际工程中的应用提供参考 2）试验目的 碳纤维布加固钢筋混凝土梁后，其抗剪承载力的提高程度； 碳纤维布粘贴面积或层数对加固效果 的影响； 碳纤维布加固后，对受剪梁挠度、裂缝及破坏形态的影响。 3）试件设计与制作 试验梁为简支梁受剪构件, 横截面设计尺寸为200 mm @400mm; 设计配筋相同的梁共3根, 梁长均为2 600 mm, 净跨2 400 mm; 混凝土强度等级为C30, 保护层厚度均为25 mm; 梁底纵筋采用3根直径为25 mm 的HRB335钢筋, 梁顶架立筋采用2 8钢筋; 双肢箍 6. 5@ 200沿梁均匀布置; 箍筋及架立筋采用HPB235钢筋。试验梁配筋及钢筋应变片位置见图1。 图1 试件尺寸、配筋及钢筋应变片位置 梁两边支座各留出100 mm; 为防止混凝土被局部压碎, 在支承点处预埋宽200 mm、厚10 mm 的钢垫板。 4)试件加固 4.1加固材料的物理性能 表 1碳纤维的力学性能 厚度（mm）抗拉强度（MPa）弹性模量（10^4MPa）极限拉应变（μ?） 0.111 3400 2.3 14300 4.2加固材料的准备 ( 1)混凝土表面处理。清除被加固表面的剥落、疏松、蜂窝、腐蚀等劣化混凝土, 然后用混凝土角向磨光机将粘贴碳纤维布的梁底面打磨平整, 除去表层浮浆、油污等杂质, 直至完全露出新结构面。转角处进行导角处理并打磨成圆弧状, 圆弧半径不小于20 mm。用钢丝刷刷去表面的松散浮渣, 用压缩空气除去表面的粉尘。正式粘贴碳纤维布之前, 用脱脂棉蘸丙酮擦拭表面去脂, 待其充分干燥后方可进行下一道工序。 ( 2)配制并涂刷底层树脂。先称量主剂, 再加入固化剂并搅拌均匀。一次调和量以在可使用时间内用完为准。用批灰刀将底层树脂均匀涂抹于混凝土表面, 在底层树脂表面指触干燥后, 立即进入下一工序。 ( 3)粘贴碳纤维布。首先按设计要求的尺寸裁剪碳纤维布, 然后按一定比例配制浸渍树脂, 并均匀涂抹于粘贴部位, 最后将碳纤维布用手轻压贴于需粘贴的位置, 采用批灰刀沿纤维方向多次刮涂, 挤除气泡, 使浸渍树脂充分浸透碳纤维布, 刮涂时要用力均匀, 避免损伤碳纤维布。待表面指触干燥后, 重复上述步骤粘贴第二层碳纤维布。 ( 4)表面涂抹浸渍树脂。在最后一层碳纤维布的表面均匀涂抹浸渍树脂。 ( 5)养护。粘贴碳纤维片后, 需自然养护使其固化, 保证固化期间不受外界干扰和碰撞。待胶粘剂完全固化后, 方可进行试验。 试件需经过这几道工序认真制作在加工过程中必须保证碳纤维布与试件结合紧密, 不能有气泡。试件制作完养护7d 后方可使用，包裹的形状、尺寸如图2 所示(a) 间隔包裹(b) 连续包裹 间隔包裹 （b）