内嵌筋加固混凝土梁界面特性的测量试样及测量方法技术

本发明专利技术公开了一种内嵌筋加固混凝土梁界面特性的测量试样及测量方法，所述试样包括组合加强筋，在所述组合加强筋断面的中心，沿轴线方向设有一通槽；在所述通槽的内壁上，沿通槽轴线方向均布有应变片。所述方法是将组合加强筋嵌装在混凝土梁中，按现有常规四点弯静载试验，静态应变自动采集仪实时记录应变片的数据εf及梁的开裂荷载Pcr、屈服荷载Py和极限荷载Pu。根据实测的应变数据，计算得到组合加强筋或CFRP筋与胶黏剂界面的的剪应力，再根据混凝土加固理论中混凝土加固强度的计算方法计算得到Pu理论值。比较Pu理论值与Pu的误差，可知，本发明专利技术的试样可以提高加固混凝土梁界面特性参数的测量精度，且应变测试是方便、容易。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了一种，所述试样包括组合加强筋，在所述组合加强筋断面的中心，沿轴线方向设有一通槽；在所述通槽的内壁上，沿通槽轴线方向均布有应变片。所述方法是将组合加强筋嵌装在混凝土梁中，按现有常规四点弯静载试验，静态应变自动采集仪实时记录应变片的数据εf及梁的开裂荷载Pcr、屈服荷载Py和极限荷载Pu。根据实测的应变数据，计算得到组合加强筋或CFRP筋与胶黏剂界面的的剪应力，再根据混凝土加固理论中混凝土加固强度的计算方法计算得到Pu理论值。比较Pu理论值与Pu的误差，可知，本专利技术的试样可以提高加固混凝土梁界面特性参数的测量精度，且应变测试是方便、容易。【专利说明】
本专利技术公开了一种，特别是 指一种内嵌碳纤维增强塑料筋加固混凝土梁界面特性的测量试样及测量方法；属于混凝土 复合界面特性测量
。 技术背景 钢筋混凝土结构是目前工程实践中应用最为广泛的结构形式。由于施工质量差、 建筑物使用功能改变、结构超载、暴露于恶劣环境等原因，有许多钢筋混凝土结构要进行加 固补强。碳纤维增强塑料（CarbonFiberReinforcedPolymer英文简写为CFRP)以其优 越的工程性能已被大量应用于工程结构的维修与加固工程实践中，并取得了良好的效果。 CFRP加固混凝土梁的增强效果、破坏机理均与CFRP-混凝土界面特性密切相关，CFRP-混 凝土界面特性通常是指界面沿CFRP筋长度方向的剪应力分布及滑移量分布，因此，研宄 CFRP-混凝土界面的特性，关键在于先获得CFRP-混凝土界面的真实应变，再由相关积分得 到CFRP筋长度方向的剪应力分布及滑移量分布。 内嵌碳纤维增强塑料筋加固混凝土梁的基本工法为：在混凝土梁保护层中沿梁的 轴向开用于内嵌CFRP筋的槽，在内嵌槽中灌入结构胶，嵌入CFRP筋，最后将槽用结构胶灌 满抹平。如图1所示。 过去研宄CFRP筋与混凝土界面的力学特性，传统的做法的是在CFRP筋嵌入到混 凝土梁中之前，在CFRP筋表面密贴应变片，将CFRP筋上每一区间的应变大小获取后，通过 两个紧邻应变片的应变差通过差分方程得到CFRP-混凝土局部粘结剪应力，同样界面局部 滑移可以通过从自由端开始沿CFRP筋对CFRP应变按积分得到。 过去的研宄方法理论简单，但试验研宄的设计理念和方法存在好些问题，概括起 来有： 1.没有考虑界面上正应力和滑动摩擦力对应变片测试精度的干扰。 首先，应变片有尺度，CFRP筋上应变片测点布置必须考虑应变片的几何尺寸，由 差分得到的粘结剪应力会存在较大误差；其次，混凝土裂缝和材料组分的随机分布会影响 CFRP筋应变的量测，界面剥离裂缝如果正好穿越应变片标距，裂缝的宏观开裂会导致测得 的应变远大于临近位置CFRP的应变，而如果应变片正好粘贴在某一块粗骨料上，则测得 的应变远小于正常的应变真值。因此，即便梁体中各项参数完全一样，不同试验测得的粘 结-滑移关系也会有较大差别；第三，界面上受到的正应力和界面相对滑移对应变片应变 测试精度有影响。正应力使应变片受到挤压，滑移产生的摩擦有可能使应变片损坏或应变 读数加大。 2.混淆CFRP-混凝土界面和CFRP-胶黏剂-混凝土界面。 当人们在混凝土成型时直接将CFRP筋置入混凝土中时，体系中将只存在CFRP筋 和混凝土两种介质和CFRP-混凝土一个界面，此时研宄界面的剪应力和滑移量就是研宄CFRP-混凝土界面上的剪应力和滑移量，人们很自然就想到以前是如何研宄钢筋-混凝土 界面的剪应力和滑移量的，并将二者加以对照；而当混凝土构件成型后，为加固混凝土构件 而在其上开槽再将CFRP筋通过结构胶黏剂嵌入到混凝土构件中时，体系中将存在CFRP筋、 胶黏剂和混凝土三种介质和CFRP筋-胶黏剂、胶黏剂-混凝土两个界面，此时研宄界面的 剪应力和滑移量就是研宄CFRP-胶黏剂、胶黏剂-混凝土界面和CFRP筋-胶黏剂-混凝 土界面上的剪应力和滑移量，现今有许多学者用预埋CFRP筋混凝土研宄CFRP-混凝土界面 的粘结性能，也用后嵌入CFRP筋混凝土来研宄CFRP-混凝土界面的粘结性能，显然是混淆 了CFRP-混凝土界面和CFRP-胶黏剂-混凝土界面。研宄CFRP-混凝土界面特性就用预浇 CFRP混凝土试件，研宄CFRP筋-胶黏剂-混凝土界面就用胶黏剂嵌入CFRP混凝土试件，后 者与前者相比，多出了胶黏剂这种介质。 3.用简单拉拔试验代替弯曲拉拔试验。 在简单拉拔试验中，CFRP筋的拉力方向与CFRP-混凝土界面平行，界面的破坏属 于纯剪切破坏，而在实际工程应用中，CFRP-混凝土界面的受力状态并非纯剪切状态，通常 是带有界面正应力的复合受力状态；在CFRP筋和界面滑移的量测上，在简单拉拔试验中 CFRP筋加载端的拉伸变形是自由的，拉伸变形的数量大小只受拉伸试验机加载夹具行程的 限制，界面的滑移量是没有限定的，在界面破坏后还有可能产生CFRP筋和混凝土间的刚体 错位，而在实际工程中，嵌入在混凝土表层中的CFRP筋材，嵌入的目的就是要使筋材在混 凝土中受拉，筋材由于受外围握裹混凝土的约束其拉伸变形是不自由的，且筋材的伸长变 形会减缓粘结-滑移界面的粘结剪应力，而粘结-滑移面的剪切滑移又会反过来减少筋材 中的拉应力，筋材中的拉应力的减少又会使其拉伸变形缩小而再次增加粘结-滑移面的粘 结剪应力和界面的滑移量，这样如此反复，最终达到筋材中力、变形、界面粘结剪应力、界面 的滑移量的平衡和协调。不能用简单拉伸试验代替弯曲拉拔试验。 4.没有考虑密集应变片对界面特性的影响。 为更为精确的研宄界面特性，就要求在被测试件CFRP筋上密贴应变片，而应变片 主要是通过特定胶黏剂粘贴到CFRP筋上，应变片贴上后还要做防潮处理，防潮层的存在一 是减薄了防潮层外结构胶黏剂层的厚度，二是改变了界面的客观特性，这样势必会造成对 界面特性的影响，应变片贴得越多、越密，其对界面特性的影响越大，研宄时要想尽办法克 服上述困难。 为此， 申请人:提出内嵌筋材加固混凝土梁界面特性的测量试样及测量方法。。
技术实现思路
本专利技术的一个目的在于针对已有技术存在的问题，提供一种内嵌筋加固混凝土梁 界面特性的测量试样。 本专利技术的另一个目的在于提供一种内嵌筋加固混凝土梁界面特性的测量方法。 本专利技术一种内嵌筋加固混凝土梁界面特性的测量试样，所述试样包括组合加强 筋，在所述组合加强筋断面的中心，沿轴线方向设有一通槽；在所述通槽的内壁上，沿通槽 轴线方向均布有应变片。 本专利技术一种内嵌筋加固混凝土梁界面特性的测量试样，所述组合加强筋为碳纤维 增强塑料筋。 本专利技术一种内嵌筋加固混凝土梁界面特性的测量试样，所述通槽横截面为正多边 形、矩形、圆形中的一种。 本专利技术一种内嵌筋加固混凝土梁界面特性的测量试样，应变片分两排，以通槽的 轴线为对称轴粘贴在通槽的内壁上，同一排应变片的位置处于沿通槽轴线方向的同一直线 上。 本专利技术一种内嵌筋加固混凝土梁界面特性的测量试样的制备方法简述于下：沿两 根CFRP筋在刨床上加工，得到两个截面为半圆的CFRP筋条；在半圆条的剖面上，沿CFRP筋 条开槽；在槽的一个侧面粘贴应变片本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种内嵌筋加固混凝土梁界面特性的测量试样，其特征在于：所述试样包括组合加强筋，在所述组合加强筋断面的中心，沿轴线方向设有一通槽；在所述通槽的内壁上，沿通槽轴线方向均布有应变片。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：任振华，曾宪桃，
申请(专利权)人：湖南工程学院，
类型：发明
国别省市：湖南;43