碳纖維布增強混凝土構(gòu)件受剪承載力的計算模型分析

1、碳纖維布增強混凝土構(gòu)件受剪承載力的計算模型分析    此后,更多的人開始了這方面的研究,研究主要集中與以提高混凝土梁斜截面承載力為目的的斜截面加固。眾多的研究認為,纖維類材料對鋼筋混凝土梁斜截面承載力的提高作用明顯,而且所起的作用與箍筋類似。眾多 文獻 和試驗結(jié)果均表明碳纖維布在混凝土構(gòu)件中的受剪承載力的發(fā)揮類似于箍筋。以下將基于"桁架一拱"模型,從 理論 上推導鋼筋混凝土構(gòu)件的受剪承載力公式,并 分析 外包碳纖維布所發(fā)揮的作用,從而得到碳纖維布加固鋼筋混凝土構(gòu)件受剪承載力的建議公式。1.桁架模型桁架機構(gòu)的 計算 簡圖如圖1所示。AG

2、F區(qū)為斜裂縫帶,存在有一定角度功的斜壓應力場。由于外包碳纖維布的存在,對混凝土有約束的作用,所以在斜裂縫區(qū)域,桁架模型中混凝土壓桿實際受壓的有效面積增大,近似認為全截面受壓。圖1  桁架機構(gòu)計算簡圖定義桁架機構(gòu)的箍筋有效配箍率為：                              

3、 (1)碳纖維布的折算配箍率為：                               (2) 是指穿過 范圍內(nèi)碳纖維的橫截面積?？紤]到碳纖維布應力發(fā)揮的不均勻性，碳纖維布強度折減系數(shù) ,即取碳纖維布在發(fā)揮作用時的實際強度為 。    在圖1中沿直線AG取剖面，取

4、下半部分隔離體得到圖2，取上半部分得圖3，由圖2，桁架模式中承擔剪力 為：                          圖2  桁架模式的剪力平衡由圖3,得：             由上兩式+解出 ，同時考慮到 得到下式&

5、#160;                (3)  圖3  桁架模式的截斷 考慮到 較小時剪力傳導困難，取 從而可以得到，由箍筋和碳纖維布即拉桿來衡量的桁架模式承擔的剪力由下式給出。              (4)其中，     

6、;    (5)同時，由圖3的平衡條件可得，                          (6)其中，當箍筋和碳纖維布均充分發(fā)揮作用時，桁架機構(gòu)所產(chǎn)生的混凝土斜向壓應力為，            (7)2

7、、拱模型拱模型的簡化模型如圖4所示。圖4  簡化的拱模式由平衡條件可得，拱模式承擔的剪力為，                              (8)            

8、;               (9)對于 的構(gòu)件，可以用下列進行簡化計算，                              (10)  &

9、#160;         (12)桁架模式中的壓應力 為          (13)代入式（11），得到拱模式中的壓應力 為，     (14)由式（8）和（14）可得，拱模式承擔的剪力為，      (15)將桁架模式和拱模式合并，得到受剪承載力計算公式為，   (16)整理得，   (17)當

10、箍筋和碳纖維沒有充分發(fā)揮作用時，即僅桁架模式中的混凝土壓應力就已達到軟化抗壓強度，即 ，拱的作用被認為完全消失，受剪承載力由桁架模式單獨承擔。由式（6）可得，受剪承載力計算公式為，                      (18)故實際中構(gòu)件的受剪承載力由式（17）和式（18）的最小值確定。以上關(guān)于碳纖維布加固鋼筋混凝土構(gòu)件受剪承載力公式僅是從 理論 上進行了推導，還需要試驗數(shù)據(jù)加以論證。另外，公式推導中未考慮軸壓比的 影響 ，也需要進一步的完善。參考 文獻 ：1. 崔欽淑，康谷貽，“鋼筋混