FRP-高強(qiáng)混凝土梁強(qiáng)度與延性的理論與試驗(yàn)研究.pdf

1、近些年來(lái)，纖維復(fù)合材料(Fiber Reinforced Ploymer，簡(jiǎn)稱FRP)由于強(qiáng)度高、質(zhì)量輕、耐腐蝕、施工便捷等優(yōu)點(diǎn)在混凝土結(jié)構(gòu)加固與修復(fù)中得到了廣泛的應(yīng)用。然而，目前國(guó)內(nèi)外在FRP加固技術(shù)領(lǐng)域的研究主要以加固普通鋼筋混凝土構(gòu)件為主，所用混凝土強(qiáng)度一般都在C30～C40之間，極少涉及到強(qiáng)度在C50以上的混凝土。隨著改革開(kāi)放的深入，隨著科技進(jìn)步和建筑市場(chǎng)的繁榮，隨著高層建筑的日益增多，高強(qiáng)混凝土的應(yīng)用必然越來(lái)越廣泛，由此萌生的

2、高強(qiáng)混凝土結(jié)構(gòu)的加固維修問(wèn)題必須給與足夠的重視。而采用FRP加固技術(shù)也必然是解決高強(qiáng)混凝土結(jié)構(gòu)加固維修問(wèn)題的有效途徑。因此，為迎合未來(lái)建筑技術(shù)的需要，本文對(duì)FRP加固高強(qiáng)混凝土梁的強(qiáng)度與延性展開(kāi)了系統(tǒng)地試驗(yàn)研究和理論分析，并建立了FRP加固高強(qiáng)混凝土梁的強(qiáng)度與延性的設(shè)計(jì)方法，主要內(nèi)容包括： (1)對(duì)FRP-高強(qiáng)混凝土界面粘結(jié)性能展開(kāi)試驗(yàn)研究和理論分析。采用四種纖維復(fù)合材料，對(duì)123個(gè)FRP-高強(qiáng)混凝土試件進(jìn)行了單面剪切試驗(yàn)，通過(guò)

3、在FRP條帶上布置小間距的應(yīng)變片測(cè)量得到了FRP-高強(qiáng)混凝土界面上離散點(diǎn)的應(yīng)變；采用保形插值的方法對(duì)FRP粘結(jié)面上非測(cè)量區(qū)域的應(yīng)變進(jìn)行插值，得到了光滑連續(xù)的應(yīng)變分布曲線，從而建立了FRP-高強(qiáng)混凝土界面粘結(jié)滑移的三種本構(gòu)關(guān)系模型，并基于斷裂力學(xué)的方法，在試驗(yàn)研究的基礎(chǔ)上建立了FRP-高強(qiáng)混凝土界面剝離承載力的計(jì)算公式。 (2)對(duì)FRP加固高強(qiáng)混凝土梁抗剪性能展開(kāi)試驗(yàn)研究和理論分析。進(jìn)行了23根FRP抗剪加固高強(qiáng)混凝土梁的試驗(yàn)研究

4、。同時(shí)對(duì)鋼筋混凝土斜裂縫傾角進(jìn)行了理論分析和試驗(yàn)研究，建立了計(jì)算斜裂縫傾角的一個(gè)簡(jiǎn)單可靠、適用性較強(qiáng)的表達(dá)式，并在此基礎(chǔ)上，提出了與試驗(yàn)結(jié)果極為吻合的CFRP加固高強(qiáng)混凝土梁抗剪承載力的計(jì)算方法和相應(yīng)的設(shè)計(jì)方法。 (3)對(duì)FRP加固高強(qiáng)混凝土梁抗彎性能展開(kāi)試驗(yàn)研究和理論分析。進(jìn)行8根FRP抗彎加固高強(qiáng)混凝土梁的試驗(yàn)研究，分別建立了彎曲破壞和中部剝離破壞下的FRP受彎加固高強(qiáng)混凝土梁的承載力計(jì)算模型；基于混凝土的破壞準(zhǔn)則和界面斷裂

5、能釋放率的破壞準(zhǔn)則，本文分析了端部剝離的機(jī)理，建立了端部剝離破壞下的FRP受彎加固高強(qiáng)混凝土梁的兩種強(qiáng)度模型。 (4)對(duì)FRP增強(qiáng)高強(qiáng)混凝土梁延性展開(kāi)試驗(yàn)研究。提出了利用FRP約束塑性鉸區(qū)混凝土來(lái)提高高強(qiáng)混凝土梁延性的方法。進(jìn)行4根FRP延性加固高強(qiáng)混凝土梁的試驗(yàn)研究，采用四面纏繞FRP的方法對(duì)塑性鉸區(qū)混凝土施加約束，并進(jìn)行結(jié)構(gòu)試驗(yàn)。試驗(yàn)研究結(jié)果表明利用FRP約束塑性鉸區(qū)混凝土可以顯著地提高高強(qiáng)混凝土梁的延性。最后通過(guò)對(duì)延性增強(qiáng)