碳纤维片材局部粘结加固梁的刚度计算分析

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第36卷第18期　　　　　　　　　　Vol.36No.18山西建筑　　　　　　　　　　　　　　　　　　2010年6月Jun.　2010SHANXI　ARCHITECTURE

文章编号:100926825(2010)1820062203

碳纤维片材局部粘结加固梁的刚度计算分析

刘智国

摘　要:对用碳纤维片材局部粘结加固钢筋混凝土梁截面刚度的变化规律进行了分析,推导了碳纤维片材局部粘结加固

钢筋混凝土梁截面刚度的简化计算公式,通过实验对比分析验证了该计算公式的合理性。关键词:加固,局部粘贴,刚度中图分类号:TU746.31　概述

究[123],试验结果表明,梁的截面刚度有所提高,对正常使用阶段梁的截面刚度进行分析,基于文献[1]试验资料分析提出用截面刚度综合变化系数表达各种因素对碳纤维片材加固钢筋混凝土梁截面刚度的影响,并由此提出推导碳纤维片材加固钢筋混凝土梁截面刚度的简化计算公式,该公式在表达方式上与普通钢筋混凝土梁的截面刚度计算公式相似。与试验结果比较,该公式具有较高的精度,可用来计算碳纤维片材加固混凝土梁的截面刚度。

2　碳纤维片材局部粘结下加固梁的刚度变化分析

对局部粘结碳纤维片材的情况,从图1可看出,其截面刚度的变化过程与全粘结碳纤维片材的变化过程类似。在第一阶段,加固梁的刚度变化与普通梁的刚度相差很小。是由于本阶段的受力很小,混凝土、钢筋和碳纤维片材都处于弹性阶段,截面整体上表现出弹性性质,碳纤维片材与钢筋的作用完全相同,只是碳纤维片材的约束力使得截面的弹性性质较对比梁更充分,从而表按弹塑性动力分析方法进行设计。4)从理论上讲,高层建筑结构弹塑性动力分析方法有不少优点,如能够发现结构的薄弱环节,对结构的变形、延性的分析比较符合实际,预计的破坏形态与实际震害比较接近等。但这种方法的前提条件与实际较难符合,如需要拟建场地实际强震记录,实际上很难收集到。目前对采用时程法仍有不同看法,要采用大型高速计算机,典型地震波本身不一定代表要发生的真正地震,因此在研究时程法的同时,一些简化的近似方法也应加以进一步研究。

。,,但能使受拉区混凝土开裂后的扩展趋势受到限制。在全粘结碳纤维片材加固梁的试验中可以观察到加固梁的裂缝形态与对比梁明显不同,裂缝宽度小,间距小,发展缓慢,中和轴上升很慢,裂缝截面上的钢筋和碳纤维片材共同承担,与对比梁相比,纵向加固的碳纤维片材相当于增加了钢筋,同时裂缝处混凝土截面削弱较小。因此,计算截面刚度时除考虑碳纤维片材的贡献外,还应考虑混凝土受力面积。第三阶段中加固梁的刚度较对比梁的刚度有较大增加,普通的钢筋混凝土在这一阶段中由于截面塑性发展很大,裂缝发展很快,使得刚度下降较大,而局部粘结碳纤维片材加固梁中由于碳纤维片材本身直到破坏前都是弹性性质,碳纤维片材对混凝土中裂缝的约束使得裂缝的开展受到限制,与第二阶段相比裂缝宽度增加很少。裂缝上升的高度较对比梁也要小得多,即截面受压区高度仍然很大,截面塑性没有普通钢筋混凝土梁那么大,使得碳纤维片材对截面刚度的贡献比第二阶段的贡献要大得多。

由于碳纤维片材加固量不同时对混凝土的约束能力也不同,所以在第二阶段和第三阶段中,截面刚度变化与混凝土截面的受力大的生命力。由于高度不断增高,原有的框架,剪力墙,框架剪力墙体系已经不能满足超高层建筑结构的需要,筒体结构,巨型结构及混合结构体系等越来越多的应用到工程中,并表现出各自独特的优势。建筑结构必然向着更高、更合理有效的受力体系和更经济的满足使用功能需要等方向发展。未来的高层、超高层建筑可能并不是越来越复杂的结构形式,反而可能是结构工程师们尽量用最简单的方法来实现复杂和具体的使用目标。追求新的结构形式和更加合理的力学模型将是结构工程师们的目标和方向。参考文献:[1]　JGJ322002,高层建筑混凝土结构技术规程[S].[2]　郑延银.高层建筑钢结构[M].北京:中国建筑工业出版社,

2000.[3]　贾红艳.高层建筑为生活带来的巨大改变[J].山西建筑,

2008,34(22):64265.

4　高层建筑的发展趋势

高层建筑可以更好地缓解大城市人口不断增长的压力,也是国家经济发展的重要指标,它的高速发展是必然的。随着环保和低碳节能意识的不断加强,人们对于自然力有了更深刻的认识,新型材料、新型结构体系和设计理念的高层建筑正展现出自己强

Ontallbuildingstructure

YANGLi

Abstract:Takingtallbuildingstructureasresearchsubjectthreekindofstructuralsystemsclassifiedaccordingtomaterialsarebrieflyintro2duced.Theanalysisandstudyoftallbuildingstructuresareelaboratedindetailaswellasproblemsexisted.Combinedwiththedevelopmentstatusoftallbuildingsinoutcountrythedevelopmentaldirectionoftallbuildingstructureisdiscussed.Keywords:high2risestructure,structuralsystem,problem,developmenttrend

收稿日期:2010203202

作者简介:刘智国(19812),男,工程师,中国石油化工股份有限公司湖南石油分公司,湖南长沙　410007