碳纤维板加固H型钢梁抗剥离夹具研制及应用试验

摘要

外贴碳纤维板是钢梁抗弯加固的常用方法，但其端部易因界面应力集中导致剥离破坏，严重影响高性能材料的有效利用，特别是结构加固后的安全服役.为此开发出一种适用于H型钢梁的简易夹具——C形槽板夹，以加强碳纤维板的端部锚固.通过多根带夹碳纤维板加固梁的静力加载试验，验证了此夹具的可靠性，并考察了碳纤维板伸入剪跨段长度与剪跨段长度之比及锚固方式(纯粘、端锚和混锚)对加固效果的影响.研究发现端锚加固不同于纯粘，只要梁的控制截面仍在夹具之间，碳纤维板的极限应力、加固效果及利用效率均随其长度缩短而提高，当碳纤维板长度分别为600、750 mm时，前者极限应变和承载力比后者分别高27.3%和8.1%.由于钢梁表面处理质量较差，混锚加固梁均发生突然剥离，后期退化为端锚加固梁，因而相比端锚加固梁加固效果改善不大，需要提高表面处理质量再做类似研究.尽管如此，相比纯粘加固梁，混锚加固梁采用C形槽板夹后剥离破坏被延迟，抗弯性能大为改善.试验过程中还用压电阻抗法对界面剥离情况进行了检测，结果符合实际.

关键词

碳纤维板 / 抗弯加固 / H型钢梁 / 剥离 / C形槽板夹 / 压电阻抗法

基金资助

国家自然科学基金资助项目(51878664,52178308)