第２６卷第３期 河北建筑工程学院学报 Ｖｏ１．２６ Ｎｏ・３ ２００８年９月 ＪＯＵＲＮＡＬ ＯＦ ＨＥＢＥＩ ＩＮＳＴＩＴＵＴＥ ＯＦ ＡＲＣＨＩＴＥＣＴＵＲＥ ＡＮＤ ＣＩＶＩＬ ＥＮＧＩＮＥＥＲＩＮＧ Ｓｅｐｔｅｍｂｅｒ ２００８ 玄武岩纤维布提高钢筋混凝土梁受剪承载力试验研究 李志强 麻建锁 白润山 郝 勇 河北建筑工程学院 摘要在６根玄武岩纤维布加固钢筋混凝土梁的试验基础上，对其加固后的抗剪破坏特 征、受剪承栽力进行了研究分析． 关键词 玄武岩纤维布；加固；钢筋混凝土梁；抗剪承载力 中图号ＴＵ３７５．１ 目前对玄武岩纤维布加固钢筋混凝土梁抗剪性能的研究还很不深入．为此，在６根梁的试验基础 上，对用玄武岩纤维布加固钢筋混凝土梁后的抗剪破坏特征、受剪承载力进行了试验研究分析． １试件设计与制作 试验梁为矩形截面简支梁，截面尺寸为ｂ×ｈ＝１５０ｍｍ ｘ ２５０ｍｍ，跨度Ｚ＝２２００ｍｍ，净跨ｆｎ＝ ２０００ｍｍ．纵筋为ＨＲＢ３３５级钢筋３ ｌ６，架立筋为ＨＰＢ２３５级钢筋２ｑ：￣６，箍筋为 ＠２４０；混凝土设计强 度等级Ｃ２０．剪跨比均为２．０７．玄武岩纤维布的性能指标见表１． 表１ 玄武岩纤维布的性能指标 考虑到仅在梁两侧粘贴玄武岩纤维条的加固效果不明显，本次试验的补强加固措施采取在剪弯区 段内用玄武岩纤维条横向包裹的方式．试验之前，先将混凝土表面进行打磨、平整，去掉１～２ｍｍ的表面 疏松层，并将浮灰清除干净．在正式粘贴玄武岩纤维条之前，用丙酮擦洗混凝土表面去脂．随后，在混凝 土表面均匀涂抹一层饱满的粘结剂，将已裁剪好的玄武岩纤维布粘贴上去，并沿玄武岩纤维受力方向施 压赶出气泡，以使玄武岩纤维与混凝土表面紧密粘结．当玄武岩纤维布粘贴层数多于一层时，重复上述 过程．然后，在玄武岩纤维布表面再涂抹一层粘结剂，上覆塑料薄膜．并用木模板压紧玄武岩纤维布，一 周后待粘结剂完全固化，方可拆模试验．试验梁的编号及各种补强情况见表２ 表２试验梁的加固情况与主要试验结果 注：压条宽度３０ｒａｍ，长度６Ｏ０ ｍｍ． ２试验方案 加载方式定为两点加载，由分配钢梁来实现两点加载，加载方案采取分级加荷的方式．根据本研究 目的，试验过程中重点量测以下内容： 收稿日期：２００８—０６—２５ 作者简介：男，１９７５年生，讲师，张家口市，０７５０００ 基金项目：河北省建设厅科研计划项目（２００６—１３５）；河北省教育厅科研计划项目（２００６３１４） ８ 河北建筑工程学院学报 第２６卷 １）观察梁受弯裂缝出现及展开的过程和结果，并量测在使用荷载作用下的裂缝宽度及间距． ２）为记录在试验加载过程中纵筋及箍筋的受力变化情况，混凝土浇筑之前，在纵筋和箍筋的不同 部位分别按一定间距粘贴应变片，通过静态电阻 应变仪记录各级荷载作用下钢筋的应变数值． ３）在梁侧面玄武岩纤维及箍筋上粘贴应变 片，具体位置如图１ ４）、在梁支座及跨中处设置百分表以量测跨 中挠度． ３试验结果分析 ３．１抗剪承载力 图１试验梁加固方式及应变测点布置图 从表２可以看出粘贴玄武岩纤维条后，试验 （１—５为玄武岩纤维布测点，６—７为箍筋测点） 梁的开裂荷载和抗剪承载力都得到了不同程度的提高，其中以抗剪承载力的提高更为显著，这说明玄武 岩纤维条是在混凝土斜裂缝出现之后一方面可作为桁架模型的腹拉杆，改善钢筋混凝土梁内的受力状 态来提高构件的抗剪承载力；另一方面，其通过限制斜裂缝的开展起到了提高抗剪承载力的作用．试验 结果显示了以下规律： （１）玄武岩纤维条的间距越小，则加固梁的抗剪承载力提高得越多． （２）玄武岩纤维条粘贴层数越多，则加固梁的抗剪承载力提高得越多．在玄武岩纤维用量相同的情 况下，条带间距小、层数少的加固方案优于条带间距大、层数多的加固方案．单层条带加固的试件，破坏 类型多数为玄武岩纤维条在斜裂缝处被撕裂，而包裹两层玄武岩纤维条试件，其破坏类型为玄武岩纤维 条从混凝土表面剥离，使得试验梁拐角应力集中处的玄武岩纤维条在较低的应力水平下提前破坏．另 外，外层的玄武岩纤维条不能完全发挥其作用也是一个原因，即玄武岩纤维在使用中存在层数引起的强 度折减问题． ３．２斜裂缝的开展 ２００ 试件典型的斜截面裂缝宽度ｄ随荷载Ｐ的变化 １８０ 曲线绘于图２．从图中可以看出，粘贴玄武岩纤维条 ｌ６Ｏ 一ＢＩＩ—ｌ １４０ —ＢＩＩ一２ 的梁抗剪加固方法，无论是对处于斜拉还是剪压情 ｌ２Ｏ ＢＩＩ一３ 况的试验梁，除了都能提高构件的抗剪承载力以外， ｌＯＯ 一ＢＩＩ一４ 《 ８０ 一ＢＩＩ一５ 还可以提高斜截面的抗剪变形能力．从试验现象中 ｛鐾 一ＢＩＩ一６ 也可以观察到，用玄武岩纤维布加固后的钢筋混凝 土梁，在斜截面破坏之前都有玄武岩纤维条的撕裂、 Ｕ 起鼓和起皱等破坏先兆． ０ Ｏ． ； ｌ １．５ ２ ４结论 裂缝宽度ｆＩＩｌＪｌ１） 采用梁侧外部粘贴玄武岩纤维布的加固方法对 图２荷载．斜裂缝宽度曲线 钢筋混凝土梁斜截面进行加固，延缓了斜裂缝的出现，约束了斜裂缝的发展，从而提高了梁的刚度及 变形能力．并可以显著提高钢筋混凝土梁斜截面的承载能力．在施工及加固方法等条件相同情况下，玄 武岩纤维布加固梁斜截面承载力比碳纤维布加固梁，具有更好的经济性，施工相对也比较简便，对施工 水平要求也较低，因此具有较好的发展前景． Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ Ｒｅｓｅａｒｃｈ ｏｎ Ｓｈｅａｒ Ｂｅｈａｖｉｏｒ ｏｆ ＲＣ Ｂｅａｍｓ Ｓｔｒｅｎｇｔｈｅｎｅｄ ｗｉｔｈ ＢＦＲＰ Ｓｈｅｅｔｓ Ｌｉ Ｚｈｉｑｉａｎｇ Ｍａ Ｊｉａｎｓｕｏ Ｂａｉ Ｒｕｎｓｈａｎ Ｈａｏ Ｙｏｎｇ Ｈｅｂｅｉ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ ａｎｄ Ｃｉｖｉｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ａｂｓｔｒａｃｔ Ｂａｓｅｄ ｏｎ ｔｈｅ ｔｅｓｔｓ ｏｆ ｓｉｘ ｂｅａｍｓ，ｔｈｅ ｆａｉｌｕｒｅ ｔｙｐｅ ａｎｄ ｔｈｅ ｕｌｔｉｍａｔｅ ｓｔｒｅｎｇｔｈ ｏｆ ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ ｃｏｎｃｒｅｔｅ ｂｅａｍｓ ｗｉｔｈ ｅｘｔｅｒｎａｌｌｙ ｂｏｎｄｅｄ Ｂａｓａｌｔ Ｆｉｂｅｒ Ｒｅｉｎｆｏｒｅｅｄ Ｓｈｅｅｔ ａｒｅ ｒｅｓｅａｒｃｈｅｄ ａｎｄ ａｎａｌｙｓｅｄ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ ＢＦＲＰ Ｓｈｅｅｔｓ；ｓｔｒｅｎｇｔｈｅｎｉｎｇ；ｃｏｎｃｒｅｔｅ ｂｅａｍ；ｓｈｅａｒ ｃａｐａｃｉｔｙ