CFRP加固钢筋混凝土梁抗冲击性能试验

来源：中国血液净化杂志2022年第2期北京时间：

作者：张景峰, 仝朝康, 张智超, 冯亮, 张宇, 鲁涛, 韩万水

单位：长安大学 公路学院, 陕西 西安 710064"],"fundList_en":["National Natural Science Foundation of China (51808048); Natural Science Basic Research of Shanxi Province (2022JM-177, 2022JZ-32); Fundamental Research Funds for the Central Universities (CHD 300102212911)

摘要：为研究碳纤维复合材料(CFRP)加固钢筋混凝土(RC)梁的抗冲击性能,使用落锤试验机对6根简支RC梁进行了试验研究,并基于显式动力分析方法对冲击过程进行仿真模拟,获得了不同工况下RC梁的冲击力、支反力、位移时程以及梁体开裂过程,并对加固RC梁的损伤演化及刚度变化过程、CFRP布加固工作机理、梁体位移恢复性能等进行了深入研究。在冲击作用下,跨中梁底的CFRP布发生脱离,跨中区域以外CFRP发生滑移,且粘贴2层CFRP布在冲击作用下更易发生脱落;粘贴CFRP对RC梁的跨中开裂损伤、冲击力、冲击位移以及冲击动力刚度没有产生显著影响,受拉配筋率较小的1号梁在冲击作用下跨中形成冲击楔形体,加固后RC梁跨中与支座之间的剪切斜裂缝明显减少,RC梁的位移恢复系数由未加固前的0.27提高至加固后的0.43以上。研究结果表明:跨中区域的CFRP剥落使其对于关键截面的抗弯能力贡献急剧削弱,不能有效抑制跨中冲击损伤,未剥落的CFRP布在冲击中后期提高了RC梁的抗剪承载力,碳纤维布在冲击过程中后期会发生弹性回缩并有效减小构件残余变形,受拉筋配筋率的增加也会显著改善RC梁的变形恢复情况;1号梁在冲击荷载下发生"延性"破坏,其过程可以分为弹塑性加载阶段、刚度退化阶段和塑性变形阶段,损伤破坏具有一定"延性",受拉配筋率增加的2号梁冲击过程呈现出"脆性"的剪切破坏特征,未出现明显塑性变形。良好的界面黏结性能是确保CFRP加固RC梁抗冲击性能提升的关键。

关键词：桥梁工程,RC梁,CFRP加固,落锤冲击试验,抗冲击性能,黏结性能

基金资助：国家自然科学基金项目(51808048)；陕西省自然科学基础研究计划项目(2022JM-177,2022JZ-32)； 中央高校基本科研业务费专项资金项目(CHD 300102212911)