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CFRP加固钢筋混凝土结构的研究与应用现状
CFRP加固钢筋混凝土结构的研究与应用现状
摘要:碳纤维增强材料(CFRP)作为高性能结构加固材料在国内外土木工程中已得到广泛应用。本文作者综述了CFRP在梁、柱、整体框架的研究现状以及CFRP加固钢筋混凝土结构的典型工程应用与现存问题。

中图分类号:TU375文献标识码: A 文章编号:
0 引言
近几年,碳纤维增强材料(CFRP)作为高性能结构加固材料在国内外土木工程中已得到广泛应用。与传统加固方式相比,CFRP具有轻质高强、耐腐蚀性好,施工方便等优点。国内外众多科研院所对CFRP在梁、板、柱、框架加固后的受力与抗震性能进行了深入研究,均取得了良好的技术成绩与社会效应。
1 CFRP及粘贴材料的性能
CFRP的性能
碳纤维增强材料(CFRP)是含碳量高于90%的无机高分子纤维,每根碳纤维丝由3000~12000个碳原子丝以绞线或麻绳的方式排列而成,其粗细仅相当于人的1根头发丝。碳纤维布的抗拉强度可达3500MPa以上,为普通建筑用钢板材强度的十几倍,而比重为180kg/m3,仅为钢材比重的1/4 [1],其轻质高强的特性便得以体现。
粘贴材料的性能
在钢筋混凝土结构加固中,粘贴材料运用最为广泛的是环氧树脂。作为CFRP与混凝土直接以及CFRP本体直接的粘贴材料,其材料性能显得尤为重要。~,~[2],在室温条件下固化时收缩率低,表现出良好的力学性能与稳定性。
2 CFRP加固钢筋混凝土结构的研究现状
CFRP加固钢筋混凝土梁
CFRP加固钢筋混凝土梁主要研究梁加固后的力学性能(抗弯抗剪能力);变形性能(跨中挠度、裂缝宽度);界面剥离破坏等。陈凤山、卢海林、MinaDawood等人对钢筋混凝土梁加固后的性能进行试验研究表明粘贴纵横向CFRP加固对试验梁的极限承载力提高效果显著,抗弯承载力涨幅大约在30%-50%,抗剪承载力涨幅约在25%-40%,加固梁延性所降低但其裂缝发展呈现密而细的状态。[3] [4]CFRP与混凝土界面粘贴强度的试验研究主要有单剪试验和双剪试验,界面粘贴强度与外贴CFRP的宽度和混凝土构件的宽度比值影响较大,荷载作用在有效粘贴长度内传递,当荷载长度超过有效长度后外贴CFRP的承载力提高不明显[1]。
CFRP加固钢筋混凝土柱
王新玲、王吉忠、LI B等人对于加固柱的研究,主要从对比柱、损失加固柱以及未损失加固柱在低周反复荷载作用下的抗震性能进行研究。大量试验结果表明CFRP加固损失柱,钢筋屈服后,滞回环的面积较饱满,具有良好的耗能能力,骨架曲线的峰值点。纤维布横向加固对高轴压比柱承载力提高较为显著,对低轴压比效果不大。在碳纤维布用量相同时,沿柱高条带加固延性效果好于部分全包加固,而承载力提高幅度较部分全包小。[5]- [7]
CFRP加固钢筋混凝土框架
江卫国、陈忠范、王新玲等人对1榀钢筋混凝土框架在低周反复荷载作用下研究其在模拟地震力下的滞回曲线与骨架曲线以及裂缝及塑性铰出现的顺序和位置。试验表明当荷载超过屈服荷载后,滞回环明显增大,呈梭形具有良好的耗能能力。,满足延性框架的要求。CF