碳纤维布加固松木梁受弯试验

摘要

cqvip:为研究碳纤维布加固矩形松木梁的受弯性能,通过抗弯性能试验,并结合有限元数值计算,研究了弹性模量、碳纤维布层数、初始裂缝与抗弯承载力之间的关系;在给定的2种初始裂缝情况下,采用虚拟裂纹闭合法进行应力强度因子计算,并使用最大周向应力准则作为断裂判据;基于试验数据和有限元计算结果,提出碳纤维布加固松木梁抗弯承载力的计算公式。结果表明:松木梁经碳纤维布加固后,其抗弯承载力提高幅度为12.9%~34.5%;松木梁截面应变沿高度方向的分布基本符合平截面假定;当碳纤维布弹性模量在加固松木梁弹性模量30倍以内时,随着碳纤维布弹性模量的增加,木梁的抗弯承载力显著升高,但超过这一限值后,提高速度逐渐减慢;计算得出松木梁在考虑初始裂缝情况下的抗弯承载力削减幅度为6.5%~27.3%,并且刚度有一定程度降低;综合考虑计算结果与经济效应,可以认为加固矩形松木梁时使用3层或4层碳纤维布加固最为合理。