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混凝土梁破壞形態不同,加固方法有什么不同?

發布日期:2020-03-02 10:05:40 瀏覽量:208

       我們通過對外粘FRP加固混凝土梁受彎性能試驗結果的觀察發現,加固梁出現多種破壞模式,但是,無論發生何種破壞模式,加固梁具有兩個重要特征:正截面受彎承載力提高和延性降低。FRP加固混凝土梁的破壞模式主要與原構件配筋率、FRP加固量、粘貼底膠質量以及錨固措施有關,在試驗中我們觀察到的主要破壞模式有下列幾類:

一、受壓區混凝土壓碎破壞Ⅰ這類破壞的特點是受拉鋼筋先屈服,此后拉應力主要由FRP承受,當 FRP拉應變較高或接近極限拉應變時,受壓區混凝土隨后壓碎。這類破壞發生時,混凝土、鋼筋和FRP均得到充分發揮。盡管加固梁與未加固梁相比,截面破壞時延性會降低,但梁的彎曲裂縫仍可以給予人們破壞征兆,此類破壞模式為加固設計的期望破壞模式。如圖(a):

二、受壓區混凝土壓碎破壞Ⅱ這類破壞的特點是受壓區混凝土壓壞時受拉鋼筋沒有屈服,破壞時顯脆性。破壞主要與未加固前梁的配筋率、FRP加固量有關。當受壓區混凝土破壞時,受拉鋼筋沒有屈服,FRP拉應變較小,其高強性能遠遠未得到發揮,加固效率和經濟效益較低。如圖(b):

三、FRP拉斷破壞如果FRP端部錨固可靠,當未加固前梁的配筋率較低,FRP材料的加固量不足時,發生FRP拉斷破壞。破壞的主要特點是受拉鋼筋屈服后FRP突然拉斷。在FRP拉斷破壞前,裂縫條數較少,裂縫間距較大,跨中彎曲主裂縫開展較寬,鋼筋已達到屈服,荷載繼續增加,FRP拉應變增加較快,當FRP拉應變超過自身的極限拉應變時,在跨中附近FRP拉斷破壞。由于FRP是彈性材料,FRP拉斷破壞較為突然,屬于脆性破壞類型。如圖c:

四、端部剝離破壞這類破壞主要由于FRP端部區域界面的剪應力和正應力存在明顯的應力集中,當界面應力超過相對薄弱層的強度時,發生端部剝離破壞,一般情況下,由于膠層強度高于混凝土強度,剝離往往發生在混凝土表層,破壞后FRP 表面會黏附一層混凝土顆粒。發生這類破壞時,加固梁的承載力提高程度較小,延性較差。如圖d:

五、中部裂縫引起的剝離這類破壞發生在遠離FRP端部的彎曲裂縫或彎剪混合裂縫處,并向一側端部發展。一般情況下,由于膠層強度高于混凝土強度,剝離往往發生在混凝土表層,破壞后FRP表面會黏附一層混凝土顆粒。這種破壞主要由于彎曲主裂縫處的混凝土拉應力釋放,導致FRP與混凝土之間的界面應力集中,而當界面應力達到一個臨界值時,裂縫處發生剝離,隨看裂縫寬度的增加,剝離向一側近端部擴展。如圖e:

六、膠層破壞當結構膠黏劑質量較差時,端部剝離和中部彎曲剝離將發生在膠層界面,破壞時加固梁的承載力和延性非常低,這是FRP加固中不允許出現的破壞。如圖f:

目前規范中設計公式主要針對第一破壞模式,即受拉鋼筋屈服后,FRP應變基本達到設計值,然后混凝土壓碎,盡管這類破壞的延性與未加固梁相比降低很多,但是,在發生破壞前彎曲裂縫較寬,可以給出破壞的征兆。對于第二類破壞模式,受壓區混凝土壓碎前受拉鋼筋未屈服,使得FRP的高強特性遠遠沒有發揮,加固效率較低,所以設計時應盡可能合理配置 FRP,避免這類破壞的發生。對于第四、第五和第六類破壞形態,通過構造措施和對結構膠物理力學質量的檢測加以防止。




文章來源: 永年加固公司
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