碳纤维增强复合材料包裹无腹筋钢筋混凝土梁的冲击性
T. Liu1 and Y. Xiao, F.ASCE2
文摘：通过试验研究了无箍筋钢筋混凝土梁的抗剪性能，评价了碳纤维增强复合材料加固改造的加固效果。在静载和冲击载荷下对11根钢筋混凝土梁试件进行了试验。在11个标本中有2个是未经改造的对照标本，其余的是用碳纤维复合材料加固的。主要考虑了冲击速度和冲击能量对动力特性的影响。本文讨论了裂纹图案和失效模式，时间历史的动态力量，跨中挠度，加速度，和碳纤维应变。结果表明，碳纤维布加固可以提高钢筋混凝土梁的抗冲击性能，显著减小其挠度，减小损伤。碳纤维复合材料对钢筋混凝土梁的静载和冲击荷载作用不同。不同的冲击速度和冲击能量对动力响应的影响不同，导致失效模式的变化。关键词：10.1061 /（ASCE）cc.1943-5614.0000815.copy;2017american土木工程师学会。
关键词：动力性能；钢筋混凝土梁；碳纤维增强复合材料；加固；冲击荷载；动力响应。
介绍
混凝土结构可以承受由各种来源引起的冲击载荷(例如，车辆、驳船、岩石坠落、碎片和炸弹)。冲击载荷在短时间内具有较大的振幅，在材料(例如，混凝土和钢)中产生应变率效应，在结构中产生惯性效应。这些效应会导致混凝土结构在冲击荷载作用下的显著不同。以前的研究 (Kishi et al. 2002; Bhatti et al. 2009; Saatci and Vecchio 2009; Zeng and Xu 2012)发现，钢筋混凝土梁的试样在高加载速率下容易发生剪切破坏，而剪切机制对钢筋混凝土梁的冲击性能影响不大，无论其静态剪切能力如何。由于承重构件在结构上的突然性和灾难性的后果，其脆性剪切破坏应提前进行。因此，需要作出更多的努力来提高混凝土结构抗冲击荷载的抗剪强度，特别是对于现有的混凝土结构，而不考虑这种极端荷载的情况。
由于高强度比、耐腐蚀性和安装方便等突出特点，纤维复合材料在混凝土结构加固中的应用在过去的3年中越来越流行。大量研究表明，纤维复合材料加固对混凝土构件在静荷载作用下的强度、刚度和延性的有效性。同时，在冲击荷载作用下，纤维复合材料加固混凝土结构的动力特性也有希望。
湖南大学土木工程学院博士研究生，湖南长沙410082。电子邮件:刘涛
中国江苏南京理工大学土木工程学院教授、院长；湖南大学建筑安全与节能教育部重点实验室创始主任，湖南长沙410082(相应作者)。电子邮件:萧炎
