粘鋼加固及粘鋼板與CFRP復(fù)合加固損傷RC板抗彎試驗(yàn)研究

龔永智，康爽?，劉夢(mèng)婷，梁廣威，陽(yáng)宇

（1.中南大學(xué)土木工程學(xué)院，湖南長(zhǎng)沙 410075；2.湖南中大設(shè)計(jì)院有限公司，湖南長(zhǎng)沙 410014；3.中鐵第四勘察設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司，湖北武漢 430063；4.國(guó)網(wǎng)湖南省電力有限公司安鄉(xiāng)縣供電分公司，湖南常德 415600）

由于設(shè)計(jì)年代久遠(yuǎn)以及自然環(huán)境等因素的影響，我國(guó)現(xiàn)有許多橋梁均存在老化受損的現(xiàn)象，影響了結(jié)構(gòu)的承載力及可靠性，比較經(jīng)濟(jì)的處理方法是對(duì)其采取加固措施以延長(zhǎng)結(jié)構(gòu)的使用壽命[1].粘貼鋼板加固法（以下簡(jiǎn)稱(chēng)“粘鋼加固”）[2-6]和粘貼纖維復(fù)合材加固法[7-10]是目前應(yīng)用較廣泛的兩種加固方法，均可有效提高構(gòu)件的抗彎性能[11].但單一材料加固法往往存在一定的局限性，結(jié)合兩種材料的優(yōu)點(diǎn)，盧亦焱等[12-14]對(duì)CFRP與鋼板復(fù)合加固（下文簡(jiǎn)稱(chēng)“復(fù)合加固”）構(gòu)件的受力性能進(jìn)行了相關(guān)研究，結(jié)果表明復(fù)合加固能改善單一材料加固效果.粘鋼加固中鋼板厚度通常受到一定的限制[1]，工程上采用薄鋼板加固受彎構(gòu)件無(wú)法滿(mǎn)足承載力要求，且施工條件限制不便于采用厚鋼板加固時(shí)，可考慮采用復(fù)合加固的形式.已有加固研究主要針對(duì)現(xiàn)澆[5-6，11-14]、預(yù)裂（預(yù)損）[3-4，10]以及銹蝕構(gòu)件[2，7-8]等，其中預(yù)損及銹蝕構(gòu)件主要由人為造成損傷狀態(tài)，與實(shí)際服役后的構(gòu)件受力性能存在差異.目前國(guó)內(nèi)外針對(duì)既有損傷受彎構(gòu)件粘鋼加固和復(fù)合加固的抗彎性能試驗(yàn)研究較少.

本文為探究針對(duì)既有損傷構(gòu)件粘鋼加固與復(fù)合加固的加固效果，選取了7塊建于1958年的某座舊橋（該橋?yàn)橐蛔逊劢?0年的11跨簡(jiǎn)支混凝土板橋，橋面板受損情況見(jiàn)圖1）更換下來(lái)的橋面板，對(duì)其分別采用粘鋼加固和復(fù)合加固后進(jìn)行抗彎性能試驗(yàn)研究.分別對(duì)比分析了不同厚度的鋼板加固、不同層數(shù)CFRP與不同厚度鋼板復(fù)合加固后試驗(yàn)板的破壞形態(tài)、承載力、裂縫、剛度及應(yīng)變等方面，并依據(jù)現(xiàn)有規(guī)范對(duì)粘鋼加固構(gòu)件的承載力進(jìn)行計(jì)算以驗(yàn)證規(guī)范的適用性，同時(shí)提出了考慮原板損傷影響的粘鋼加固和復(fù)合加固既有損傷構(gòu)件承載力計(jì)算公式，其計(jì)算結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果吻合良好，可為加固既有損傷RC構(gòu)件提供實(shí)際參考.

圖1 既有損傷RC板受損情況Fig.1 Damage condition of existing damaged RC slabs

1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

1.1 試驗(yàn)構(gòu)件參數(shù)

圖2 材料性能試驗(yàn)Fig.2 Material performance tests

圖3 試驗(yàn)構(gòu)件的尺寸及配筋詳圖（單位：mm）Fig.3 Dimensions and reinforcement details of specimens（unit：mm）

各試件的加固設(shè)計(jì)參數(shù)列于表1.CFRP選用日本東麗公司生產(chǎn)的UT70-30型碳纖維布，每列一層CFRP尺寸為3 200 mm（長(zhǎng)）×250 mm（寬）×0.167 mm（厚）；鋼板型號(hào)為Q235鋼，每列鋼板尺寸為3 200 mm（長(zhǎng)）×200 mm（寬），實(shí)測(cè)6 mm厚鋼板屈服強(qiáng)度f(wàn)py=295 MPa，抗拉強(qiáng)度f(wàn)p=424 MPa，由于鋼板厚度相差不大對(duì)強(qiáng)度影響較小，2～6 mm厚度鋼板強(qiáng)度近似取為一致.采用M12的膨脹螺栓對(duì)鋼板進(jìn)行錨固，加固材料和黏結(jié)劑的基本性能指標(biāo)列于表2.復(fù)合加固過(guò)程中先粘貼碳纖維布，隨后在錨固螺栓設(shè)計(jì)位置植入化學(xué)膨脹螺栓，其上粘貼鋼板并進(jìn)行錨固.具體加固方式和錨固形式如圖4所示.

表1 試件加固設(shè)計(jì)參數(shù)Tab.1 Parameters of specimens reinforcement design

表2 加固材料及黏結(jié)劑基本性能指標(biāo)Tab.2 Details of reinforcing materials and binders used in the test

1.2 測(cè)量?jī)x器布置

試驗(yàn)中百分表（共10個(gè)）分兩列布置于試驗(yàn)板支座、1/4跨以及跨中位置，測(cè)點(diǎn)位于板邊緣內(nèi)側(cè)50 mm處，用以測(cè)試試件的變形情況，取兩列讀數(shù)的平均值作為最終結(jié)果.應(yīng)變片（共14個(gè)）在加固完成后于兩列鋼板跨中、1/4跨以及支座處粘貼，用以測(cè)定試件加載過(guò)程中鋼板應(yīng)變變化情況.應(yīng)變片布置見(jiàn)圖4.

圖4 試驗(yàn)構(gòu)件板底加固和錨固方法（單位：mm）Fig.4 Reinforcement and anchorage methods at the bottom of specimens（unit：mm）

1.3 加載制度

試驗(yàn)采用跨中單點(diǎn)加載.采用歐維姆100T液壓千斤頂進(jìn)行單調(diào)分級(jí)加載（荷載梯度為5 kN，每級(jí)加載持續(xù)120 s），加載前先預(yù)壓至10 kN.為避免板局部受壓破壞，加載點(diǎn)處布置寬200 mm、厚20 mm的鋼墊板，墊板下鋪細(xì)砂并于試驗(yàn)前預(yù)壓，保證其與混凝土均勻接觸.加載示意圖見(jiàn)圖5.

圖5 加載示意圖Fig.5 Loading diagram

2 試驗(yàn)結(jié)果及分析

2.1 試驗(yàn)現(xiàn)象與分析

各試件的裂縫分布形態(tài)示于圖6，試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表3，典型破壞特征如圖7所示.

圖6 試件裂縫分布圖Fig.6 Crack distribution diagrams of each specimen

B0加載時(shí)首先板底跨中產(chǎn)生橫向通長(zhǎng)裂縫，板側(cè)豎向裂縫增加，繼續(xù)加載次裂縫不再增加而跨中主裂縫不斷擴(kuò)寬且沿板高方向迅速延伸，跨中撓度迅速增大，隨后荷載急劇下降，受壓區(qū)混凝土并未明顯壓碎，破壞類(lèi)似于板折壞，與受彎少筋構(gòu)件的脆性破壞相似.因B0板在加載前表面已存在微裂等損傷，略微加載板即開(kāi)裂，故開(kāi)裂荷載與峰值荷載之間存在差距，已有研究[15]有類(lèi)似結(jié)論.本文依據(jù)B0試驗(yàn)中裂縫特征、破壞時(shí)壓區(qū)混凝土未壓碎、荷載位移曲線產(chǎn)生屈服拐點(diǎn)后迅速破壞以定義其為少筋破壞.分析其原因可能是一方面混凝土碳化及微裂等損傷導(dǎo)致加載前期板角部保護(hù)層崩裂，邊緣鋼筋喪失作用；另一方面板內(nèi)鋼筋的銹蝕影響了其與混凝土之間的黏結(jié)性能，導(dǎo)致整體受力性能劣化.

表3 主要試驗(yàn)結(jié)果Tab.3 Main test results

B1、B2、B3的試驗(yàn)現(xiàn)象相似.以B2為例，加載初期試件撓度變化很??；當(dāng)P＞180 kN時(shí)，試件跨中及附近開(kāi)始出現(xiàn)細(xì)微裂縫，裂縫數(shù)量逐漸增多；荷載增加到395 kN時(shí)，試件撓度增長(zhǎng)加快，裂縫擴(kuò)寬且沿板高方向發(fā)展，此時(shí)能聽(tīng)到鋼板輕微剝離聲音；當(dāng)P＞452 kN時(shí)，試件跨中及附近鋼板剝離，跨中撓度增長(zhǎng)到72.73 mm，隨后荷載急劇下降，試件破壞，此時(shí)鋼板已屈服，受壓區(qū)混凝土被壓碎，呈現(xiàn)出適筋破壞的特征.B1破壞時(shí)鋼板未發(fā)生明顯剝離.由此可見(jiàn)，粘鋼加固可明顯改善試件的破壞形態(tài)，提高試件的安全儲(chǔ)備.

B4、B5、B6加載初期現(xiàn)象與B2相似.加載后期，均出現(xiàn)跨中及附近CFRP和鋼板剝離.達(dá)到各自的峰值承載力時(shí)，鋼板均已屈服，B5和B6受壓區(qū)混凝土被壓碎.B4最后因CFRP拉斷而破壞，受壓區(qū)混凝土未被壓碎.本試驗(yàn)中材料剝離均發(fā)生在臨近破壞時(shí)，此時(shí)加固材料的作用已得到充分發(fā)揮.故當(dāng)選擇粘貼多層CFRP和較厚的鋼板時(shí)需做好相應(yīng)的黏結(jié)錨固措施，以防止剝離破壞的發(fā)生.

這種色素沉積導(dǎo)致的黑縫，不僅跟我們平時(shí)的飲食習(xí)慣有關(guān)，還跟自身的牙齒結(jié)構(gòu)有很大的關(guān)系。牙齒的窩溝點(diǎn)隙越深，就越不容易清潔到位，色素就越容易附著，從而出現(xiàn)黑縫。那么，我們?cè)撊绾晤A(yù)防色素沉積而產(chǎn)生的黑縫呢？

圖7 典型破壞特征Fig.7 Typical characteristics

2.2 承載力分析

試件荷載結(jié)果對(duì)比見(jiàn)圖8.由于既有損傷板在試驗(yàn)過(guò)程中無(wú)法監(jiān)測(cè)板內(nèi)鋼筋應(yīng)變情況，為了對(duì)比分析，B0試件的屈服荷載取荷載-位移曲線出現(xiàn)明顯拐點(diǎn)處對(duì)應(yīng)的荷載值；粘鋼加固及復(fù)合加固后構(gòu)件仍基本符合平截面假定[16-17]，鋼板屈服時(shí)鋼筋近似屈服，文中B1～B6試件的屈服荷載取鋼板屈服時(shí)對(duì)應(yīng)的荷載值.由表3可知，相比于B0，B1～B3的屈服荷載分別提高了51.1%、127.0%和164.4%，峰值荷載分別提高了52.5%、126.0%和162.5%；B4～B6屈服荷載分別提高了69.5%、141.4%和150.0%，峰值荷載分別提高了87.0%、148.0%和158.5%，說(shuō)明粘鋼加固和CFRP與鋼板復(fù)合加固均能有效提高試件的承載力.

粘鋼加固試件承載力提高幅度隨鋼板厚度增大而增大.B5的屈服荷載和峰值荷載較B4分別提高了42.4%和32.6%；B6的屈服荷載和峰值荷載較B5分別提高了3.6%和4.2%，可見(jiàn)復(fù)合加固中鋼板對(duì)試件承載力的提高起主要貢獻(xiàn)作用.同2 mm鋼板厚度下的復(fù)合加固試件相較于僅粘鋼加固試件的屈服荷載提高12.2%，峰值荷載提高22.6%；4 mm鋼板厚度下屈服荷載平均提高8.2%，峰值荷載平均提高12.1%，可知同鋼板厚度條件下復(fù)合加固相較于僅粘鋼加固對(duì)承載力的提高效果更佳，且鋼板厚度越小，提高幅度越大.

圖8 試件屈服荷載及峰值荷載對(duì)比Fig.8 Comparison of yield load and peak load of specimens

2.3 剛度分析

圖9為各試件的荷載-跨中位移曲線圖.由圖9看出未加固試件B0曲線趨勢(shì)一直上升迅速達(dá)到峰值隨后急劇下降，并沒(méi)有延性緩增段，其破壞呈脆性.相比于B0，加固試件達(dá)到開(kāi)裂荷載時(shí)曲線斜率并未發(fā)生明顯變化且整體曲線斜率明顯增大，說(shuō)明粘鋼加固和復(fù)合加固均能有效提高試件的抗彎剛度，且曲線中試件達(dá)到峰值荷載前還有較長(zhǎng)的位移緩增段，說(shuō)明加固也能使試件具有良好的變形能力，這與已有研究[5-6]成果類(lèi)似.

粘鋼加固中同荷載作用下構(gòu)件跨中撓度隨鋼板厚度增加而減小，說(shuō)明增加鋼板厚度能較大程度地提高試驗(yàn)板的抗彎剛度；復(fù)合加固中同荷載作用下B5跨中撓度遠(yuǎn)小于B4，而B(niǎo)5和B6的荷載-位移曲線比較接近，這說(shuō)明CFRP粘貼層數(shù)的增加對(duì)試件剛度的提升效果不及鋼板明顯.僅粘貼2 mm鋼板的B1試件峰值撓度最大，這是因?yàn)樵囼?yàn)過(guò)程中B1試件一直未發(fā)生剝離現(xiàn)象.B4相較于B1峰值撓度減少了21.39 mm，B5相較于B2峰值撓度減少了22.41 mm，B6相較于B2峰值撓度減少了39.94 mm，可知復(fù)合加固對(duì)比于粘鋼加固，可減小試件的跨中撓度，提高試件的剛度.

圖9 試件荷載-跨中位移曲線圖Fig.9 Load-mid-span displacement curve of specimens

2.4 裂縫分析

各試件開(kāi)裂荷載對(duì)比結(jié)果如圖10所示，可見(jiàn)試驗(yàn)板的開(kāi)裂荷載隨加固量增大而增大.表3中B1～B3的開(kāi)裂荷載較B0分別提高了78.95%、89.47%和110.53%；B4～B6的開(kāi)裂荷載較B0分別提高了78.95%、131.58%和152.63%.試驗(yàn)板的裂縫分布情況如圖6所示，隨著加固量的增大，試件主裂縫寬度變窄，次裂縫細(xì)密且數(shù)量增多，分布范圍沿板長(zhǎng)方向擴(kuò)大，說(shuō)明粘鋼加固及復(fù)合加固均能有效抑制裂縫的開(kāi)展且使板整體受力更充分.此外，同條件下復(fù)合加固相比于粘鋼加固，構(gòu)件的開(kāi)裂荷載最高提升33.3%、次生裂縫多、裂縫分布更均勻，說(shuō)明復(fù)合加固延緩裂縫產(chǎn)生、抑制裂縫開(kāi)展效果優(yōu)于粘鋼加固.

圖10 試件開(kāi)裂荷載對(duì)比Fig.10 Comparison of cracking load of specimens

2.5 鋼板應(yīng)變分析

圖11為加固試件跨中鋼板荷載-應(yīng)變曲線圖.據(jù)圖11可知鋼板的屈服應(yīng)變?cè)? 650 με 左右，B1試件鋼板最大應(yīng)變達(dá)到17 745.6 με，其余5個(gè)試件因臨近破壞時(shí)鋼板發(fā)生剝離，其應(yīng)變也均在11 000 με 左右，說(shuō)明加固中鋼板均充分發(fā)揮了抗拉作用.B1和B4由于鋼板厚度為2 mm，荷載作用下鋼板更早達(dá)到屈服.

圖11 跨中鋼板荷載-應(yīng)變曲線圖Fig.11 Load-strain curve of mid-span steel plates

對(duì)比B1、B2、B3曲線可知，隨著鋼板厚度增加，鋼板屈服荷載增大，試件峰值承載力得到提高.B2、B5、B6試件鋼板的屈服荷載隨CFRP層數(shù)的增大而增大，這表明復(fù)合加固中CFRP能有效協(xié)同鋼板受拉，發(fā)揮其加固作用.

3 承載力計(jì)算

3.1 規(guī)范適用性檢驗(yàn)

按現(xiàn)行規(guī)范[16，18-19]對(duì)普通構(gòu)件以及粘鋼加固構(gòu)件承載力進(jìn)行計(jì)算.規(guī)范[16，18]規(guī)定：既有結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)中既有部分混凝土、鋼筋的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值應(yīng)根據(jù)強(qiáng)度的實(shí)測(cè)值確定.本文中混凝土材料分項(xiàng)系數(shù)按規(guī)定[18]取1.4，鋼筋分項(xiàng)系數(shù)取1.1，則既有結(jié)構(gòu)中混凝土抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值fc0=14.54 MPa，A16鋼筋強(qiáng)度設(shè)計(jì)值258.64 MPa，A8鋼筋強(qiáng)度設(shè)計(jì)值260.09 MPa.代入材料設(shè)計(jì)值得到設(shè)計(jì)計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表4.對(duì)于未加固試件B0，設(shè)計(jì)計(jì)算值略大于試驗(yàn)值，造成此結(jié)果的原因是原板服役多年累積損傷導(dǎo)致其承載力降低，而規(guī)范中并未計(jì)入既有損傷的影響.對(duì)于粘鋼加固試件承載力的計(jì)算，實(shí)際承載能力比設(shè)計(jì)承載能力高13%～28%，有一定的安全儲(chǔ)備，這表明這兩部加固規(guī)范仍適用于粘鋼加固既有損傷RC板的抗彎承載力設(shè)計(jì)計(jì)算.

表4 B0～B3試件承載力規(guī)范設(shè)計(jì)計(jì)算值Tab.4 Calculation value of standard design for bearing capacity of B0～B3 specimens

3.2 粘鋼加固承載力計(jì)算

作者在同批既有損傷板研究[20]中計(jì)算得出既有損傷板承載力降低主要是由鋼筋與混凝土之間黏結(jié)力降低及混凝土微觀損傷造成的，此結(jié)論同樣適用于本文同批次板.根據(jù)前期本課題組相關(guān)研究[21]，同批板的混凝土損傷本構(gòu)與規(guī)范本構(gòu)曲線除特征點(diǎn)略微下降之外并無(wú)明顯差異，表明混凝土抗壓強(qiáng)度并未因微觀損傷大幅降低，故本文試件損傷機(jī)理主要考慮鋼筋與混凝土之間的黏結(jié)損傷.文中原屬適筋構(gòu)件的B0受彎時(shí)因受拉區(qū)混凝土裂縫開(kāi)展過(guò)寬、試件變形過(guò)大而發(fā)生脆性破壞，表現(xiàn)出明顯黏結(jié)損傷的影響.

為計(jì)入原板損傷對(duì)承載力的影響，本文在計(jì)算中考慮引入鋼筋作用折減系數(shù)γ 以對(duì)拉壓區(qū)進(jìn)行相應(yīng)折減，根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果γ 取為0.895.在規(guī)范[16，18-19]計(jì)算承載力公式中考慮鋼筋拉壓作用的項(xiàng)均乘以鋼筋作用折減系數(shù)γ，具體公式在此不再贅述.計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表5，表中設(shè)計(jì)計(jì)算值均取材料設(shè)計(jì)強(qiáng)度進(jìn)行計(jì)算；計(jì)算值取實(shí)測(cè)材料強(qiáng)度進(jìn)行計(jì)算.

表5 B0～B3試件計(jì)入損傷影響的承載力理論計(jì)算值Tab.5 Theoretical calculation value of bearing capacity for B0～B3 specimens considering damage effect

表5中計(jì)入原板損傷影響的未加固試驗(yàn)板B0計(jì)算后實(shí)際承載能力比設(shè)計(jì)承載能力高約9.4%，相比未計(jì)入損傷時(shí)結(jié)果偏安全，代入材料實(shí)測(cè)強(qiáng)度后精度達(dá)到0.997，表明引入鋼筋作用折減系數(shù)后跟實(shí)際情況吻合較好.考慮原板損傷后的粘鋼加固試件設(shè)計(jì)計(jì)算結(jié)果留有20%～33%的富余度，且計(jì)算值與實(shí)際值平均誤差為12.9%，具有較高的精度.

3.3 復(fù)合加固承載力計(jì)算

現(xiàn)有加固規(guī)范尚未對(duì)復(fù)合加固受彎構(gòu)件提出計(jì)算公式，根據(jù)文獻(xiàn)[17，22-23]中探究復(fù)合加固RC梁的承載力計(jì)算方法，對(duì)本次復(fù)合加固構(gòu)件進(jìn)行試算，計(jì)算結(jié)果示于表6.文獻(xiàn)[17]計(jì)算時(shí)引入了粘貼面內(nèi)CFRP合力的折減系數(shù)，而本文試驗(yàn)板破壞前CFRP一直未發(fā)生明顯剝離破壞，故并不符合本文試驗(yàn)板的破壞機(jī)理.文獻(xiàn)[22-23]給出公式一致，但計(jì)算時(shí)材料強(qiáng)度分別取實(shí)測(cè)強(qiáng)度和設(shè)計(jì)強(qiáng)度，表中可知雖設(shè)計(jì)計(jì)算值滿(mǎn)足要求，但代入實(shí)測(cè)強(qiáng)度時(shí)所有構(gòu)件計(jì)算值均高于實(shí)測(cè)值，究其原因是文獻(xiàn)[22-23]中提出的公式是偏于理想狀態(tài)下復(fù)合加固構(gòu)件的承載力計(jì)算，并沒(méi)有考慮既有損傷的影響.

表6 B4～B6試件峰值荷載實(shí)測(cè)值與文獻(xiàn)計(jì)算值對(duì)比Tab.6 Comparison between measured values of ultimate loads of B4～B6 specimens and calculated values in literatures

為了貼合既有損傷構(gòu)件的實(shí)際情況，本文在復(fù)合加固既有損傷構(gòu)件承載力計(jì)算公式中同樣考慮引入鋼筋作用折減系數(shù).復(fù)合加固設(shè)計(jì)中，按適筋構(gòu)件進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算時(shí)破壞形態(tài)主要有兩種：1）鋼筋及鋼板屈服后，CFRP達(dá)到峰值拉應(yīng)變而拉斷，此時(shí)受壓區(qū)混凝土尚未壓碎；2）鋼筋及鋼板屈服后，混凝土被壓碎，此時(shí)CFRP未達(dá)其峰值拉應(yīng)變.設(shè)計(jì)計(jì)算時(shí)按式（1）判斷破壞模式，當(dāng)xn＞xcfb時(shí)，破壞模式為受壓區(qū)混凝土壓碎，按公式（2）進(jìn)行承載力計(jì)算；當(dāng)xn＜xcfb時(shí)，破壞模式為CFRP拉斷，按公式（3）進(jìn)行承載力計(jì)算.

式中：εcu為混凝土峰值壓應(yīng)變，取為0.003 3；[εcf]為CFRP峰值拉應(yīng)變?cè)试S值，一般取0.01；εi為CFRP及鋼板滯后應(yīng)變，按文獻(xiàn)[24]中方法計(jì)算；εy和εpy分別為鋼筋、鋼板的屈服應(yīng)變；fc0、fy0分別為既有結(jié)構(gòu)混凝土和拉壓鋼筋強(qiáng)度設(shè)計(jì)值；fpy為鋼板抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值；Ap、Acf、As和分別為鋼板、CFRP和拉壓鋼筋的截面面積；當(dāng)混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C50以下時(shí)，α1=1.0，β=0.8；γ 為考慮鋼筋作用的折減系數(shù)，本文根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果取為0.895.應(yīng)用上述公式對(duì)本文試驗(yàn)板B4～B6以及文獻(xiàn)[25]中梁LCG-2和LCG-3進(jìn)行理論計(jì)算，設(shè)計(jì)計(jì)算值均代入材料設(shè)計(jì)強(qiáng)度，計(jì)算值代入材料實(shí)測(cè)強(qiáng)度，計(jì)算結(jié)果列于表7.

由表7數(shù)據(jù)可以看出，所有試件設(shè)計(jì)計(jì)算值與試驗(yàn)值相比仍留有15%～26%的富余度，保留了一定的安全儲(chǔ)備；本文試驗(yàn)板計(jì)算值與試驗(yàn)值誤差在5%以?xún)?nèi)，表明公式計(jì)算結(jié)果和實(shí)際情況吻合良好.由于目前很少有復(fù)合加固既有損傷構(gòu)件的研究，文獻(xiàn)[25]只是對(duì)現(xiàn)澆構(gòu)件進(jìn)行負(fù)載再加固，其破壞模式有一定的區(qū)別，且文獻(xiàn)中并未給出鋼筋及混凝土實(shí)測(cè)強(qiáng)度，其計(jì)算值與試驗(yàn)值誤差在12%以?xún)?nèi)，吻合也較好，說(shuō)明該公式可應(yīng)用于復(fù)合加固既有損傷RC構(gòu)件抗彎承載力計(jì)算.實(shí)際工程中通過(guò)公式計(jì)算加固構(gòu)件承載力，避免加固不足以致不能滿(mǎn)足實(shí)際工程需求，也不能一味地追求加固量過(guò)度粘貼鋼板及CFRP，以免發(fā)生超筋破壞及剝離破壞，工程中需做好錨固措施以極力避免此現(xiàn)象的發(fā)生.

表7 計(jì)入損傷影響的試件峰值荷載實(shí)測(cè)值與理論計(jì)算值對(duì)比Tab.7 Comparison between measured value of specimens peak load and theoretical calculation value considering damage effect

4 結(jié)論

1）對(duì)于服役多年的既有混凝土受彎構(gòu)件，由于混凝土微裂、鋼筋銹蝕等損傷，構(gòu)件受彎破損時(shí)可能出現(xiàn)“少筋”的破壞形態(tài).

2）對(duì)于既有損傷混凝土板，采用粘鋼加固及粘鋼板與CFRP復(fù)合加固均能大幅提高其抗彎承載力，粘貼2 mm、4 mm和6 mm厚鋼板試件的承載力分別提高52.5%、126.0%和162.5%，復(fù)合加固試驗(yàn)板承載力分別提高87.0%、148.0%和158.5%；兩種加固方式均能有效提高試驗(yàn)板的整體剛度，改善試件破壞形態(tài)，抑制裂縫的發(fā)展.

3）采用粘鋼加固既有損傷混凝土受彎構(gòu)件時(shí)，加固效果隨鋼板厚度增大而增大；采用鋼板和CFRP復(fù)合加固時(shí)，CFRP的加固作用能得到充分的發(fā)揮；當(dāng)工程上粘鋼加固無(wú)法滿(mǎn)足要求時(shí)，可采用粘鋼與CFRP復(fù)合加固的形式.

4）現(xiàn)行規(guī)范和規(guī)程仍適用于粘鋼加固既有損傷RC板的抗彎承載力計(jì)算；考慮既有損傷的影響，本文提出粘鋼加固及粘鋼板與CFRP復(fù)合加固既有損傷RC構(gòu)件抗彎承載力的計(jì)算方法，其計(jì)算值與試驗(yàn)值吻合良好.