碳纤维布加固钢筋混凝土框架梁荷载试验研究

摘要： 本文以碳纤维加固框架梁荷载试验为例，介绍了如何通过现场静载试验研究受荷后框架梁的挠度及裂缝的发展情况，从而对加固后框架梁进行性能评定，并指出碳纤维加固技术的发展前景。

Abstract： By taking the load test of carbon fiber strengthening reinforced concrete frame beam for example， this paper introduced the development of the frame beam deflection and crack with load through the field static load test. Then it proposed the performance assessment of frame beams after reinforcement and indicated the development prospect of the carbon fiber reinforcing technology.

关键词： 碳纤维；框架梁；加固；荷载试验

Key words： carbon fiber；frame beam；strengthen；load test

中图分类号：TU317 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2015）35-0104-02

0 引言

碳纤维增强塑料（CFRP）加固修补混凝土结构技术作为一项新兴的结构加固技术，其原理是利用树脂类胶结材料将碳纤维材料粘贴于混凝土表面，具有补强加固结构构件及改善结构受力性能的作用。该技术具有施工工艺简单、加固效果良好、耐久性强等优势，具有广阔的应用前景，在我国加固工程中发展迅速，并颁布了《碳纤维片材加固混凝土结构技术规程》。

1 工程概况

某商住楼工程为地上十五层、地下一层现浇钢筋混凝土剪力墙结构。该工程因后浇带拆模过早，局部框架梁有下挠现象，笔者对某工程中的部分框架梁进行了粘贴碳纤维加固设计，为进一步了解碳纤维加固后框架梁的受力性能，确保加固后结构的可靠性，随机选取了一根已加固框架梁进行了现场加载试验研究。

2 碳纤维加固框架梁静载试验方案

本次框架梁静载试验根据现行国家相关规范标准，并结合设计图纸，检测在基本荷载组合效应下已用碳纤维加固框架梁的挠度和裂缝宽度开展情况，最终根据检测结果分析加固效果及承载能力。

2.1 试验荷载确定

依据相关规范标准规定，荷载效应基本组合为活载标准值的1.4倍和恒载标准值的1.2倍。其中活载标准值为2.0 kN/m2，恒载的标准值为2.5kN/m2，其中扣除已有恒载（楼板自重2.5 kN/m2），试验时外加荷载总值为3.5 kN/m2。

2.2 加载方案和程序

本次荷载试验采用工程现场提供的袋装砂袋进行加载，每袋砂袋质量约为50千克，加载到荷载组合后应在每平方楼板上放置7袋，加载区域如图1斜线部分所示，加载现场如图2所示，加载程序如表1所示。

2.3 测点布置

参考相关规范标准，并结合加载程序，在每级加载持荷时间后量测楼面板挠度。需要注意的是一旦在加载过程中发现框架梁挠度超过现行规范允许值，必须及时停止加载。图3表示百分表测点布置，图4表示挠度测试现场。

3 试验结果分析

3.1 挠度变化情况

上文得出了挠度变化数据，首先对该数据进行必要的处理，然后利用Origin软件对其进行专业制图和数据分析，标三层框架梁38/（1/0A-B）短期荷载下变形较大的2、3号测点挠度曲线及检测结果如图5、图6、表2所示。

说明：《混凝土结构设计规范》（GB50010-2010）中第3.4.3条规定“受弯构件的最大挠度应按荷载效应的标准组合并考虑荷载长期作用影响进行计算，其计算值不应超过l0/250（当7m≤l0≤9m时）”。

3.2 裂缝发展情况

荷载试验前，对碳纤维加固框架梁38/（1/0A-B）裂缝情况进行检查。在加载过程中，当荷载加载至累计荷载依次达到荷载基本组合、荷载标准组合以及卸荷后，在达到持荷时间时分别观察并记录相应裂缝开展情况，并未发现明显裂缝。

4 结论

本文以某沿街商住楼加固工程为例，对碳纤维布加固钢筋混凝土框架梁进行了荷载试验研究，详细介绍了静载试验方案的确定、测试数据的处理以及结果评定的方法，研究结果表明：使用碳纤维片材提高钢筋混凝土受弯构件承载力的补强加固方法是有效的。此外碳纤维布加固技术由于其加固对象广泛、强度高、自重轻、具有柔韧性能、厚度小、具有良好的耐腐蚀性和抗老化能力、疲劳性能好以及施工方便、不需大型机械等优点可在今后我国加固工程中广泛运用。

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