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一种用混杂纤维复合材料防止混凝土梁保护层 剥离破坏的方法* 熊光晶 傅剑波 马晓升 (汕头大学土木系 广东 汕头 515063) 摘 要:结合混凝土梁带裂缝工作的特点，提出一种过高估算纤维复合材料(FRP)加固混凝土梁跨中保 护层剥离应力的方法。典型算例表明，剥离应力不大，进而推荐安全经济的由单向一型碳纤维(CF)布和双向 L型玻璃纤维((GF)布混杂加固混凝土梁的方法。 关键词:混杂纤维复合材料 碳纤维 玻璃纤维 剥离应力 有限元 AWAYAGANISTPEELING-OFFOFCOVEROFSTRENGTHENED CONCRETEBEAM W ITHHYBRIDFRP XiongGuan幻ing FuJianbo MaXiaosheng (ShantouUniversiyt Shantou Guangdong 515063) Abstract:Incorporatingthefeaturesofthecrackingofconcretebeams,amethodtoover-estimatethepeeling-off stressofFRPstrengthenedRCbeamcoverinmidspanisputforward.Aytpicalcalculationexampleindicatesthat thepeeling-offstressissmall.Inthelightofthis,amethodtostrengthenconcretebeamsbycombining unidirectionalcarbonfibre(CF)sheetandbi-directionalglassfibre(GF)U-wrapisrecommended. Keywords:HybridfiberreinforcedpolymerCarbonfiberGlassfiberpeeling-offstress finiteelement 1 引 言 大量实验研究显示，用碳纤维复合材料((CFRP)对钢筋混凝土梁进行加固时，63%的试件在F” 尚未达 到破坏强度时即发生了梁端混凝土保护层剥离的脆性破坏。为此Spadea等提出了在梁端加U型箍锚固的 方法(图1a)，减少了梁端剥离破坏情况[t];但是又出现了跨中剥离破坏。故他们又沿梁全长加设若干U型 箍，使剥离破坏进一步减少(图1b)，但仍末根本杜绝剥离破坏I[].M.Shahawy等人提出沿梁全长粘贴CFU 型片材方法(图lc)，有效地防止了剥离破坏[21。笔者认为由于沿梁全长加设若干U型箍可防止大部分剥离 破坏，说明剥离应力不大;用CF布防剥离不仅显著地增加了加固成本 (梁侧面所需的CF布远大于底部)， 而且CFRP加固梁变形能力和延性较差的问题依然存在。 故笔者提出以一型CF片材粘贴梁底，以L型GF片材粘贴梁底和梁侧的HFRP加固方案 (图2)，并 进行对比试验研究[[3]。结果表明，与CF的一型和U型片材加固法比较，混杂纤维复合材料担FRP)加固法 不仅防止了剥离破坏，而且使加固梁的变形能力和延性显著提高，加固价格显著下降。本文则试图从理论 上探讨这一加固方法的合理性。注意到目前尚无法准确计算混凝土保护层内的剥离应力，笔者提出避开准 确计算剥离应力的困难，而求解剥离应力的过高估计值，并以此进行抗剥离设计;并据此证明剥离应力不 大。剥离应力过高估计值可分三步求得。 CF布 两片一型CF布 (a)梁端加U型箍 (b)加若干U型箍 CC)全梁加U片材 A-A截面 图I 己有CFRP抗剥离方案 *广东省自然科学基金项目(编号021245)资助 第一作者:熊光晶