CFRP片材加固混凝土梁抗剪承載力可靠度分析與設(shè)計(jì).pdf

1、對現(xiàn)有結(jié)構(gòu)進(jìn)行加固與修復(fù)，可以充分發(fā)揮結(jié)構(gòu)的潛力，滿足結(jié)構(gòu)使用功能的要求，同時能夠帶來巨大的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。碳纖維增強(qiáng)塑料（英文簡稱CFRP）片材憑借其高強(qiáng)、輕質(zhì)、耐腐蝕、抗疲勞、無磁性、施工便捷等諸多優(yōu)點(diǎn)，已廣泛應(yīng)用于混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件的修復(fù)加固與改造工程當(dāng)中。對混凝土梁構(gòu)件進(jìn)行抗剪加固可以有效提高其受剪承載力，避免脆性破壞模式地發(fā)生。目前，F(xiàn)RP抗剪加固混凝土梁承載力計(jì)算模型多是在鋼筋混凝土梁受剪承載力計(jì)算方法的基礎(chǔ)之上，基于對試驗(yàn)

2、的分析而建立起來的。我國的《纖維增強(qiáng)復(fù)合材料工程應(yīng)用技術(shù)規(guī)范》（征求意見稿）擬于近期正式發(fā)布。其中的一些設(shè)計(jì)條款的設(shè)計(jì)參數(shù)還缺乏足夠的理論依據(jù)，具有一定的經(jīng)驗(yàn)性。為了對相關(guān)參數(shù)有更為合理而又充分地認(rèn)識，本文借助可靠度理論針對該規(guī)范中的一些設(shè)計(jì)條款進(jìn)行了可靠度分析，并且在此基礎(chǔ)上分析了考慮時間因素的不利環(huán)境對構(gòu)件性能的影響，對加固構(gòu)件的耐久性設(shè)計(jì)具有借鑒意義。
　　 本文采用JC法針對《纖維增強(qiáng)復(fù)合材料工程應(yīng)用技術(shù)規(guī)范》（征求意見

3、稿）中，F(xiàn)RP抗剪加固混凝土梁構(gòu)件的設(shè)計(jì)方法進(jìn)行了可靠度分析。研究表明，當(dāng)采用粘貼FRP片材對混凝土梁進(jìn)行U型、側(cè)面粘貼或封閉粘貼等方式抗剪加固后，構(gòu)件的可靠度水平與加固前相比均有不同程度地降低，三種加固方式可靠指標(biāo)的降低幅度分別為19.2％～28.5％、7.4％～19.9％和17.1％～31.9％；荷載效應(yīng)比、混凝土強(qiáng)度等級、鋼筋的配箍率以及FRP加固量是影響可靠度指標(biāo)的主要因素。
　　 為了對受剪加固系數(shù)進(jìn)行深入的可靠度研究

4、，本文引入了“可靠度加固率”的概念，即構(gòu)件加固后與加固前可靠度指標(biāo)的比值。經(jīng)過對加固前后構(gòu)件可靠度水平的分析計(jì)算，將U型加固、側(cè)面粘貼加固和封閉粘貼加固三種加固模式下，用于確定FRP抗剪貢獻(xiàn)的受剪加固系數(shù)與從概率的角度表征構(gòu)件性能的可靠指標(biāo)聯(lián)系起來，建立了受剪加同系數(shù)與可靠度加同率之間的關(guān)系式。這樣，可以根據(jù)不同的可靠度水平采用不同的受剪加固系數(shù)用于工程設(shè)計(jì)，做了以可靠度理論為基礎(chǔ)的基于性能設(shè)計(jì)的探索性研究。
　　 建立了氯離子

5、侵蝕環(huán)境下構(gòu)件抗剪承載力隨時間變化的計(jì)算模型，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行了時變剪力分析。采用Monte Carlo-JC法計(jì)算了氯離子環(huán)境下梁的時變可靠度，并進(jìn)行參數(shù)分析。結(jié)果表明，箍筋的保護(hù)層較小，與縱筋相比更容易發(fā)生銹蝕；氯離子環(huán)境下，當(dāng)考慮箍筋與縱筋同時發(fā)生銹蝕對構(gòu)件受剪性能的影響時，構(gòu)件達(dá)到50年服役期后，其受剪承載力僅為初始時刻的40.6％，可靠指標(biāo)僅為初始時刻的15.6％～32.2％;采用CFRP對構(gòu)件進(jìn)行加固可以有效提高構(gòu)件的受剪承載