一、碳布胶 试验研究目的和内容
国内有关科研单位和高等院校对碳纤维布加固钢筋混凝土梁和柱等构件进行试验研究,试验实证碳纤维布加固钢筋混凝土构件对防止斜裂缝开展、提高受剪承载力、改善构件延性具有良好的效果。但对在现有荷载作用下钢筋混凝土短柱进行碳纤维布加固的抗震性能试验研究尚未见诸报道。 本课题针对现有荷载作用下钢筋混凝土短柱进行碳纤维布加固的抗震性能试验研究,为推广碳纤维加固修补技术在我国的应用和制定有关规程提供试验依据。其具体研究内容如下:&nbs已有试验显示:粘钢加固的砼结构,在加截状态下,经过1 2年的耐久性试验,界面粘结良好,并且界面粘结强度还有所提高。另外,在潮湿和腐蚀环境中的试验证明:l0年时间的暴露后,粘钢加固的砼结构承载力没有降低,只是钢板的表面有些锈蚀。因此粘钢加固技术是一种有效的、耐久的,比较成熟的加固方法,值得推广应用。p;
1、研究碳纤维布加固钢筋混凝土短柱对其延性影响的常用的锈蚀试件的模拟方法有三种:一是通过试验室试验,包括快速锈蚀试验(恒电流通电法、加氯盐锈蚀等)和人工气候环境加速老化法(如碳化和盐雰试验):二是长期自然暴露试验;三是替換构件法,即从在役结构中截取锈蚀构件部分进行试验研究。由于人工气候环境对试验条件的要求和试验成本较高,而恒电流通电法具有钢筋锈蚀速度快,易控制钢筋锈蚀速度的优点,对于研究锈蚀率与锈胀裂缝关系具有比较好的适用性,所以本研究采用恒电流极化法加速钢筋锈蚀。变化规律。 2、研究在不同轴压比作用下碳纤维布加固钢筋混凝土短柱抗震性能的影响。
3、箍筋加密短柱与外包碳纤维布加固钢筋混凝土短柱相比,以研究碳纤维织物的包裹层数。 4、通过沿柱粘贴应变片,测定不同高度的碳纤维布的应变,根据非弹性应变的出现范围,确定塑性铰区出现的高度,以便提出柱的加固高度。
5、对比加载顺序不同对碳纤维布加固钢筋混凝土短柱延性性能的影响。 6、通过测得荷载——位移曲线分析各种情况下构件延性的变化规律及其斜截面受剪承载力的提高状况 。 二、碳布胶 试件设计 长期以来,人们一直不停的寻找对水泥混凝土的改良方法,如改善水泥自身的性质,改变水灰比,添加纤维材料,添加外加剂等措施。而纤维对混凝土力学性能的改善是显著的,这在历史中已得到了很好的证明。纤维混凝土又称之为纤维加强混凝土,是以水泥净浆、砂浆或混凝土作为基体,以非连续的短纤维或连续的长纤维做增强材料组成的水泥基复合材料。事实上,自从混凝土在世界上广泛应用之后,人们对向混凝土中加各种各样的纤维。
表1 试件参数 试件 编号 纵筋 箍筋 加固量 碳纤维配 箍特征值 lCFS 配 箍 特征值 lV 试 验 轴压比 nt 轴 力 (KN) 加载顺序 VH1 4f20 φ8@80 ——— ——— 0.165 0.41 766 竖载—水平载(对比柱) CVH1 4f20 φ8@80 整柱连续粘贴三层CFS 2.131 0.165 0.41 766 加固—竖载—水平载 CVH2 4f20 φ8@80 2.118 0.161 0.48 908 加固—竖载—水平载 CVH3 4f22 φ8@80 2.096 0.158 0.52 998 加固—竖载—水平载 SVH1 4f22 φ8@60 2.131 0.213 0.41 766 加密—竖载—水平载 根据材料破坏的破坏形式又可以分成五类:混凝土锥形体破坏;混凝土一植筋胶界面破坏,这种破坏的现象主要是由于清孔不干净,植筋胶与孔壁的粘结效果差,造成钢筋与植筋胶共同被拔出,顶部带有混凝土浅锥体破坏;钢筋一植筋胶界面破坏,顶部带有混凝土浅锥体破坏,发生这种破坏的对碳纤维增强塑料施加预应力再外贴到结构上对结构进行加固进行了研究,认为此方法可克服碳纤维增强塑料材性上的缺点,对结构同时进行有效的强度与刚度加固,并能充分发挥碳纤维增强塑料的高强性能,防止发生粘结碳坏。主要原因是钢筋与植筋胶的粘结效果差;混合界面破坏,即混凝土一植筋胶、钢筋一植筋胶两个界面同时破坏;钢筋破坏,钢筋被拉断,断裂前顶部带有混凝土浅锥体破坏。VCH1 4f20 φ8@80 2.131 0.165 0.41 766 竖载—加固—水平载