混凝土梁破坏形态不同,加固措施如何做?

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混凝土梁破坏形态不同,加固措施如何做?

文章出处:悍马加固材料人气:-发表时间:2018-08-23 10:19【

我们通过对外粘FRP加固混凝土梁受弯性能试验结果的观察发现,加固梁出现多种破坏模式,但是,无论发生何种破坏模式,加固梁具有两个重要特征:正截面受弯承载力提高和延性降低。

FRP加固混凝土梁的破坏模式主要与原构件配筋率、FRP加固量、粘贴底胶质量以及锚固措施有关,在试验中我们观察到的主要破坏模式有下列几类:

一、受压区混凝土压碎破坏Ⅰ

这类破坏的特点是受拉钢筋先屈服,此后拉应力主要由FRP承受,当 FRP拉应变较高或接近极限拉应变时,受压区混凝土随后压碎。这类破坏发生时,混凝土、钢筋和FRP均得到充分发挥。尽管加固梁与未加固梁相比,截面破坏时延性会降低,但梁的弯曲裂缝仍可以给予人们破坏征兆,此类破坏模式为加固设计的期望破坏模式。如图(a):

适量加固梁

二、受压区混凝土压碎破坏Ⅱ

这类破坏的特点是受压区混凝土压坏时受拉钢筋没有屈服,破坏时显脆性。破坏主要与未加固前梁的配筋率、FRP加固量有关。当受压区混凝土破坏时,受拉钢筋没有屈服,FRP拉应变较小,其高强性能远远未得到发挥,加固效率和经济效益较低。如图(b):

超量加固梁

三、FRP拉断破坏

如果FRP端部锚固可靠,当未加固前梁的配筋率较低,FRP材料的加固量不足时,发生FRP拉断破坏。破坏的主要特点是受拉钢筋屈服后FRP突然拉断。在FRP拉断破坏前,裂缝条数较少,裂缝间距较大,跨中弯曲主裂缝开展较宽,钢筋已达到屈服,荷载继续增加,FRP拉应变增加较快,当FRP拉应变超过自身的极限拉应变时,在跨中附近FRP拉断破坏。由于FRP是弹性材料,FRP拉断破坏较为突然,属于脆性破坏类型。如图c:

欠量加固量

四、端部剥离破坏

这类破坏主要由于FRP端部区域界面的剪应力和正应力存在明显的应力集中,当界面应力超过相对薄弱层的强度时,发生端部剥离破坏,一般情况下,由于胶层强度高于混凝土强度,剥离往往发生在混凝土表层,破坏后FRP 表面会黏附一层混凝土颗粒。发生这类破坏时,加固梁的承载力提高程度较小,延性较差。如图d:

端部剥离破坏

五、中部裂缝引起的剥离

这类破坏发生在远离FRP端部的弯曲裂缝或弯剪混合裂缝处,并向一侧端部发展。一般情况下,由于胶层强度高于混凝土强度,剥离往往发生在混凝土表层,破坏后FRP表面会黏附一层混凝土颗粒。这种破坏主要由于弯曲主裂缝处的混凝土拉应力释放,导致FRP与混凝土之间的界面应力集中,而当界面应力达到一个临界值时,裂缝处发生剥离,随看裂缝宽度的增加,剥离向一侧近端部扩展。如图e:

中部裂缝引起的剥离

六、胶层破坏

当结构胶黏剂质量较差时,端部剥离和中部弯曲剥离将发生在胶层界面,破坏时加固梁的承载力和延性非常低,这是FRP加固中不允许出现的破坏。如图f:

胶层破坏。

目前规范中设计公式主要针对第一破坏模式,即受拉钢筋屈服后,FRP应变基本达到设计值,然后混凝土压碎,尽管这类破坏的延性与未加固梁相比降低很多,但是,在发生破坏前弯曲裂缝较宽,可以给出破坏的征兆。

对于第二类破坏模式,受压区混凝土压碎前受拉钢筋未屈服,使得FRP的高强特性远远没有发挥,加固效率较低,所以设计时应尽可能合理配置 FRP,避免这类破坏的发生。

对于第四、第五和第六类破坏形态,通过构造措施和对结构胶物理力学质量的检测加以防止。


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