碳纤维-光纤光栅板加固钢筋混凝土梁疲劳性能试验研究

摘要

为明确碳纤维-光纤光栅（CFRP-OFBG）板加固对钢筋混凝土梁疲劳性能的提升作用，对5根采用内嵌光纤光栅应变传感器的碳纤维板加固的钢筋混凝土梁和两根未加固梁进行静载和常幅疲劳试验。分析了不同应力水平下碳纤维-光纤光栅板加固梁的疲劳破坏模式、疲劳寿命、跨中挠度、应变演变等情况，并与未加固梁进行对比。结果表明：随着疲劳循环次数增加和疲劳荷载幅值的增大，整个试验过程疲劳破坏呈现四阶段发展规律；加固梁跨中挠度、钢筋拉应变、混凝土压应变变化趋于平缓，直到疲劳破坏才会发生突变。其中，CFRP-OFBG板对加固梁疲劳应变监测数据与电阻应变片数据吻合良好；在相同循环次数和疲劳荷载限值下，加固梁的疲劳变形较未加固梁的有所减小，加固梁承载力比未加固梁提高约45%。通过理论分析和试验结果拟合，推导剩余强度公式，提出一种基于剩余强度的疲劳累积损伤模型来预测疲劳寿命。相比于试验结果，采用该模型所预测加固梁的疲劳寿命偏大，误差为8.57%。