碳纤维布加固损伤钢筋混凝土梁裂缝宽度分析

黄俊豪 钱永久 潘兴伟 黎璟 杨华平

1.西南交通大学土木工程学院，成都610031；2.中铁二院工程集团有限责任公司，成都610031；3.四川省铁路产业投资集团有限责任公司，成都610094；4.成都大学建筑与土木工程学院，成都610106

纤维增强复合材料（Fiber Reinforced Polymer，FRP）外贴加固钢筋混凝土梁（Reinforced Concrete Beam，RC梁）因操作便捷、质量可靠等优势，在既有桥梁的加固领域应用广泛。目前，关于FRP加固RC梁的理论和试验研究主要集中在加固结构的承载能力、破坏形式、界面黏结性能等方面［1-3］，对加固梁在正常使用极限状态下的裂缝性能研究较少。对于FRP加固RC梁而言，裂缝宽度验算是评估其正常使用极限状态的重要组成部分，直接影响结构的使用性和耐久性，过宽的裂缝会引起FRP-混凝土界面的剥离破坏［4-6］。刘其伟等［7］结合碳纤维（Carbon Fiber Reinforced Plastics，CFRP）布加固RC梁的抗弯试验结果，在普通RC梁裂缝宽度计算模式基础上推导了CFRP加固RC梁的裂缝宽度计算公式。庄江波等［8］提出了考虑CFRP影响系数的计算公式，推导了加固梁的裂缝宽度计算方法。谭军等［9］基于黏结-滑移理论推导了加固梁的裂缝宽度计算公式。曹双寅等［10］结合试验结果，采用黏结-滑移理论建立了加固梁的裂缝分析模型。国内外学者对FRP加固RC梁的裂缝研究主要侧重于试验结果的描述和基于试验结果的理论公式推导，针对裂缝的有限元分析还不充分。

本文通过CFRP布加固损伤RC梁抗弯试验，并采用有限元软件ABAQUS建立三维实体非线性模型，利用扩展有限元法对构件的主裂缝发展进行数值模拟，结合试验和有限元结果分析预裂荷载、CFRP层数和配筋率对加固梁裂缝宽度的影响。……