[01167951]碳纤维布加固损伤混凝土框架的试验研究

本项目通过对已损伤的钢筋混凝土整体框架结构进行加固理论设计及竖向荷载、水平荷载作用下的试验，研究碳纤维布加固损伤的钢筋混凝土框架的使用性能及抗震性能，建议了加固设计方法，该研究成果已成功应用于多项碳纤维布加固的实际工程，取得了良好的经济效益和社会效益。主要技术性能指标如下：　　（1）根据每一榀框架实际的损伤情况及将要进行的试验研究，分别设计了三榀框架的碳纤维布加固方案及竖向荷载及水平低周反复荷载作用下的试验方案。　　（2）通过对2榀加固框架进行竖向荷载作用下的试验，研究得出：梁底粘贴碳纤维布不仅能够有效延缓钢筋的屈服，而且可以大幅度提高梁的极限抗弯承载力；钢筋屈服后，碳纤维作用明显，拉力主要由碳纤维布承担。在梁剪弯段黏贴碳纤维布箍，可有效提高抗剪承载力，使梁发生跨中受弯破坏；但整体上均为梁式破坏，且跨中钢筋屈服后，碳纤维布起主要受拉作用。　　（3）加固框架在模拟地震作用的水平低周反复荷载作用下的试验结果表明：损伤的钢筋混凝土框架经碳纤维布加固后，仍可满足相应的抗震能力；延性系数达到4.5；滞回曲线在钢筋屈服后形状饱满、表现出较好的耗能能力，因此，加固框架具有良好的抗震性能。　　（4）试件从加荷至梁开裂，刚度退化速度较快；再加荷至试件屈服期间刚度退化速率有所减小；钢筋屈服后刚度退化更加缓慢，说明碳纤维布提高了框架结构的整体刚度。　　（5）各部分碳纤维布滞回曲线表明，荷载超过屈服荷载后，滞回环明显增大，即表现出较好的耗能能力。柱端碳纤维布滞回环面积较钢筋应变滞回环小，虽然碳纤维布均未达到抗拉极限强度，但最大应变已达到6000。　　（6）碳纤维布加固后的损伤框架结构抵抗反复荷载的能力较强，试件承载力达到最大后随着位移增大承载力下降较少，即承载力退化较少。　　（7）根据低周反复试验结果，CFRP加固严重损伤混凝土框架在模拟地震作用下的破坏机构为：梁端和柱端均形成塑性铰的混合机制，破坏时梁柱节点混凝土拉坏，柱根未缠绕碳纤维布处的混凝土压碎。其抗震能力满足相应的抗震性能要求。　　（8）将该加固设计方法用于实际加固工程，取得了较好的社会经济效益。