CFRP加固木梁承載性能的理論與試驗研究.pdf

1、故宮是我國現(xiàn)存最大、最完整的古建筑群,是古建筑木結構的杰出代表,具有極高的文物、歷史和藝術價值。故宮自1407年始建至今,經歷了多次的重修和擴建,現(xiàn)正進行自辛亥革命以來規(guī)模最大的一次維修?，F(xiàn)針對故宮博物院慈寧宮七架梁及其隨梁撓度過大的現(xiàn)狀,本課題開展了木梁的加固研究工作。
　　通過20根單木梁和疊合木梁(3000mm×180mm×240mm)的加固試驗,研究了CFRP加固木梁的極限荷載、撓度、破壞類型、橫截面應變分布及碳纖維環(huán)箍應

2、力狀態(tài)等結構性能。加固單木梁承載力提高約25％,加固疊合木梁承載力提高8.7%-79%,而且加固梁的剛度也有一定程度的提高。對于加固木梁和未加固木梁荷載-撓度曲線在加載初期均呈現(xiàn)線性趨勢,在加載后期均出現(xiàn)不同程度的非線性。試驗中木梁除主要發(fā)生彎曲破壞外,還存在順紋剪切破壞和剪彎破壞。
　　彎曲破壞以木材軸向拉、壓應力達到極限強度為破壞的極限狀態(tài),順紋剪切破壞以木材縱截面剪應力達到順紋剪切強度為破壞的極限狀態(tài),剪彎破壞則以木材剪彎段

3、中點截面軸向拉應力達到斜紋抗拉強度為破壞的極限狀態(tài)。據此,基于彈塑性理論和強度折減方法提出了簡單實用的加固木梁抗彎和抗剪承載力公式。
　　通過試驗方案對比分析,研究了不同的加固方法,如界面結構膠加固、梁底CFRP加固和CFRP環(huán)箍加固等,對木梁承載力、抗彎剛度和疊合木梁上、下梁協(xié)同工作的影響。
　　采用通用有限元軟件ANSYS來分析未加固和加固木梁的承載力和變形情況。通過計算,得到了木梁荷載—撓度曲線和應力云圖,并且通過與試