FRP加固鋼骨混凝土梁受彎承載力分析課件

FRP加固鋼骨混凝土梁受彎承載力分析一、材料及構(gòu)件介紹

1、鋼骨混凝土梁2、FRP概念：纖維增強(qiáng)復(fù)合塑料（FiberReinforcedPolymer）是由纖維材料與基體材料按一定的比例混合,經(jīng)過(guò)特別的模具擠壓、拉拔而形成的高性能型材料優(yōu)點(diǎn)：高強(qiáng)、輕質(zhì)、耐腐蝕、施工便捷等二、加固原因三、加固后承載力分析1、基本假定：平截面假定，并不考慮鋼骨和混凝土之間的相對(duì)滑移；不考慮混凝土抗拉強(qiáng)度混凝土極限應(yīng)變?nèi)?.0033FRP與混凝土完全協(xié)調(diào)工作，即粘結(jié)界面之間無(wú)相對(duì)滑移。碳纖維布應(yīng)力和應(yīng)變關(guān)系3、破壞模式及受壓區(qū)高度確定FRP布鋼骨混凝土受彎構(gòu)件的破壞模式主要有兩種模式：

(1)受壓區(qū)混凝土未壓壞，受拉鋼筋、鋼骨屈服，F(xiàn)RP布拉斷；(2)受壓區(qū)混凝土壓壞，受拉鋼筋、鋼骨屈服；FRP布未拉斷。受彎承載力計(jì)算通常根據(jù)中和軸在鋼骨的截面位置分兩種情形：①中和軸不經(jīng)過(guò)鋼骨，鋼骨處于受拉區(qū)；②中和軸經(jīng)過(guò)鋼骨腹板；第一種破壞模式，受壓區(qū)混凝土未破壞、鋼骨下翼緣屈服，F(xiàn)RP布拉斷,受壓區(qū)高度為：第二種破壞模式，受壓區(qū)混凝土被壓壞、破壞時(shí)鋼骨下翼緣屈服，F(xiàn)RP布未拉斷,受壓區(qū)高度為：4、極限承載力計(jì)算4.1第一種破壞模式下的承載力計(jì)算第一種情形：中和軸在鋼骨以上受壓區(qū)混凝土壓應(yīng)力合力距中和軸的距離：與上式聯(lián)立可求得如果小于，則屬于這種情況

第二種情形：中和軸在腹板間4.2第二種破壞模式第一種情況：鋼骨在中和軸以下與上式聯(lián)立可求得如果小于，則屬于這種情況

第二種情況：中和軸通過(guò)鋼骨腹板梁截面尺寸250×500，混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C30，保護(hù)層厚度為35mm，型鋼為Q235鋼，梁的加固采用碳纖維布。(型鋼尺寸為：142×400mm，翼緣厚度為：16.5mm，腹板厚度為：10.5mm。fc=15N/mm2;Ec=3.0×104N/mm2;fr=fr’=210N/mm2;Er=2.0×105N/mm2;fs=215N/mm2;Es=2.06×105N/mm2)，采用不同的混凝土強(qiáng)度或是FRP加固的層數(shù)不同，即梁所能承受的極限彎矩也不同，具體分析為：四、計(jì)算實(shí)例是采用一層CFRP布加固鋼骨混凝土梁，其它參數(shù)不變的情況下，改變混凝土的強(qiáng)度等級(jí)（C60、C55、C50、C45、C40、C35、C30），得到七個(gè)極限彎矩值，從圖中可以看到第一個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)（混凝土標(biāo)號(hào)為C60）受壓區(qū)高度不到100mm，最后一個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)（混凝土標(biāo)號(hào)為C30）受壓區(qū)高度大于160mm。因此可以看到當(dāng)混凝土標(biāo)號(hào)降低時(shí)，受壓區(qū)高度增加，梁的極限彎矩隨受壓區(qū)高度增大而緩慢減小。對(duì)比加固后與未加固的極限彎矩曲線，可以看出，加固提高值為兩條曲線的豎向長(zhǎng)度。在圖中可以看出，混凝土標(biāo)號(hào)改變時(shí)，提高值沒(méi)有明顯變化，即混凝土標(biāo)號(hào)對(duì)加固承載力提高值影響不大。采用CFRP布加固鋼骨混凝土梁，混凝土標(biāo)號(hào)采用C30，其它參數(shù)不變的情況下,改變CFRP布的層數(shù)（未加固、一層、二層、三層、四層、五層）,圖中第一個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)為沒(méi)加固CFRP布情況下的梁的承載力，第二點(diǎn)數(shù)據(jù)點(diǎn)為FRP布加固一層的情況下的承載力，第三點(diǎn)數(shù)據(jù)點(diǎn)為CFRP布加固二層的情況下的承載力，依此類推，共計(jì)算了加固五層的情況，從圖中可以看出，加固的梁較沒(méi)加固的梁相比，其承載力提高是很明顯的，而在加固一層后，其每加固一層，其承