混凝土梁破壞形態(tài)不同,加固方法有什么不同?
發(fā)布日期:2020-03-02 10:05:40 瀏覽量:2114我們通過(guò)對(duì)外粘FRP加固混凝土梁受彎性能試驗(yàn)結(jié)果的觀察發(fā)現(xiàn),加固梁出現(xiàn)多種破壞模式,但是,無(wú)論發(fā)生何種破壞模式,加固梁具有兩個(gè)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(gòu)件配筋率、FRP加固量、粘貼底膠質(zhì)量以及錨固措施有關(guān),在試驗(yàn)中我們觀察到的主要破壞模式有下列幾類:
一、受壓區(qū)混凝土壓碎破壞Ⅰ這類破壞的特點(diǎn)是受拉鋼筋先屈服,此后拉應(yīng)力主要由FRP承受,當(dāng) FRP拉應(yīng)變較高或接近極限拉應(yīng)變時(shí),受壓區(qū)混凝土隨后壓碎。這類破壞發(fā)生時(shí),混凝土、鋼筋和FRP均得到充分發(fā)揮。盡管加固梁與未加固梁相比,截面破壞時(shí)延性會(huì)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(shè)計(jì)的期望破壞模式。如圖(a):
二、受壓區(qū)混凝土壓碎破壞Ⅱ這類破壞的特點(diǎn)是受壓區(qū)混凝土壓壞時(shí)受拉鋼筋沒(méi)有屈服,破壞時(shí)顯脆性。破壞主要與未加固前梁的配筋率、FRP加固量有關(guān)。當(dāng)受壓區(qū)混凝土破壞時(shí),受拉鋼筋沒(méi)有屈服,F(xiàn)RP拉應(yīng)變較小,其高強(qiáng)性能遠(yuǎn)遠(yuǎn)未得到發(fā)揮,加固效率和經(jīng)濟(jì)效益較低。如圖(b):
三、FRP拉斷破壞如果FRP端部錨固可靠,當(dāng)未加固前梁的配筋率較低,F(xiàn)RP材料的加固量不足時(shí),發(fā)生FRP拉斷破壞。破壞的主要特點(diǎn)是受拉鋼筋屈服后FRP突然拉斷。在FRP拉斷破壞前,裂縫條數(shù)較少,裂縫間距較大,跨中彎曲主裂縫開(kāi)展較寬,鋼筋已達(dá)到屈服,荷載繼續(xù)增加,F(xiàn)RP拉應(yīng)變?cè)黾虞^快,當(dāng)FRP拉應(yīng)變超過(guò)自身的極限拉應(yīng)變時(shí),在跨中附近FRP拉斷破壞。由于FRP是彈性材料,F(xiàn)RP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(qū)域界面的剪應(yīng)力和正應(yīng)力存在明顯的應(yīng)力集中,當(dāng)界面應(yīng)力超過(guò)相對(duì)薄弱層的強(qiáng)度時(shí),發(fā)生端部剝離破壞,一般情況下,由于膠層強(qiáng)度高于混凝土強(qiáng)度,剝離往往發(fā)生在混凝土表層,破壞后FRP 表面會(huì)黏附一層混凝土顆粒。發(fā)生這類破壞時(shí),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(fā)生在遠(yuǎn)離FRP端部的彎曲裂縫或彎剪混合裂縫處,并向一側(cè)端部發(fā)展。一般情況下,由于膠層強(qiáng)度高于混凝土強(qiáng)度,剝離往往發(fā)生在混凝土表層,破壞后FRP表面會(huì)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(yīng)力釋放,導(dǎo)致FRP與混凝土之間的界面應(yīng)力集中,而當(dāng)界面應(yīng)力達(dá)到一個(gè)臨界值時(shí),裂縫處發(fā)生剝離,隨看裂縫寬度的增加,剝離向一側(cè)近端部擴(kuò)展。如圖e:
六、膠層破壞當(dāng)結(jié)構(gòu)膠黏劑質(zhì)量較差時(shí),端部剝離和中部彎曲剝離將發(fā)生在膠層界面,破壞時(shí)加固梁的承載力和延性非常低,這是FRP加固中不允許出現(xiàn)的破壞。如圖f:
目前規(guī)范中設(shè)計(jì)公式主要針對(duì)第一破壞模式,即受拉鋼筋屈服后,F(xiàn)RP應(yīng)變基本達(dá)到設(shè)計(jì)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(fā)生破壞前彎曲裂縫較寬,可以給出破壞的征兆。對(duì)于第二類破壞模式,受壓區(qū)混凝土壓碎前受拉鋼筋未屈服,使得FRP的高強(qiáng)特性遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒(méi)有發(fā)揮,加固效率較低,所以設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)盡可能合理配置 FRP,避免這類破壞的發(fā)生。對(duì)于第四、第五和第六類破壞形態(tài),通過(guò)構(gòu)造措施和對(duì)結(jié)構(gòu)膠物理力學(xué)質(zhì)量的檢測(cè)加以防止。
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