高性能復(fù)合砂漿鋼筋網(wǎng)加固RC梁的性能研究.pdf

1、高性能復(fù)合砂漿鋼筋網(wǎng)(HPF)加固是一種新型的混凝土結(jié)構(gòu)及砌體結(jié)構(gòu)加固補(bǔ)強(qiáng)新技術(shù)。該加固方法利用復(fù)合砂漿優(yōu)良的物理力學(xué)性能以及界面劑優(yōu)良的粘結(jié)作用，使得該加固砂漿薄層與原構(gòu)件具有較好的整體工作性能。與粘鋼板、粘碳纖維等加固方法相比，HPF加固法具有較好的耐久性、耐火性，且施工簡(jiǎn)單、價(jià)格便宜。因此，具有很高的理論研究?jī)r(jià)值和廣闊的市場(chǎng)應(yīng)用前景。國(guó)外學(xué)者上世紀(jì)80年代己對(duì)鋼絲網(wǎng)水泥砂漿加固進(jìn)行了研究，并應(yīng)用到加固工程上，國(guó)內(nèi)學(xué)者近年來(lái)對(duì)復(fù)合砂

2、漿鋼絲網(wǎng)進(jìn)行了小構(gòu)件的試驗(yàn)研究和理論探索，但對(duì)HPF加固足尺構(gòu)件二次受力抗彎以及抗剪的研究尚無(wú)公開(kāi)發(fā)表的成果。為了讓HPF該加固技術(shù)盡早應(yīng)用于工程實(shí)踐中，湖南大學(xué)土木工程學(xué)院成立了專(zhuān)門(mén)的研究小組，對(duì)該加固方法進(jìn)行了一系列的研究，并先后承擔(dān)了多項(xiàng)部省級(jí)研究課題，并受中國(guó)工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會(huì)委托編制高性能復(fù)合砂漿鋼筋網(wǎng)加固混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程，在這些課題的資協(xié)下，作者及課題組成員歷時(shí)24個(gè)月，從試驗(yàn)及理論兩方面在國(guó)外內(nèi)首次對(duì)HPF加固混凝土受彎

3、足尺構(gòu)件性能進(jìn)行了系統(tǒng)深入的研究，取得了一批相應(yīng)的研究成果。其中作者完成的主要研究工作有： 一、通過(guò)17根HPF加固的足尺RC梁和6根對(duì)比梁的二次受力試驗(yàn)，研究了加固梁正截面受彎承載力的基本特征。試驗(yàn)結(jié)果表明，HPF加固能有效地提高RC梁的受彎承載力；加固梁的極限承載力提高幅度一般隨原梁配筋率的增大而減小，隨加固配筋率的增大而增大，隨原梁混凝土和復(fù)合砂漿強(qiáng)度的提高而提高，隨一次受力幅度的增大而出現(xiàn)下降趨勢(shì)；HPF和原梁混凝土一般

4、能較好的協(xié)同工作，但采用較大直徑的加固鋼筋或加固配筋率較大時(shí)，即使錨固可靠，依然有發(fā)生剝離破壞的情況。 二、通過(guò)12根HPF加固的RC梁和4根對(duì)比梁的一次和二次受力試驗(yàn)，研究了加固梁斜截面受剪承載力的基本特征。試驗(yàn)結(jié)果表明，HPF加固能有效地提高RC梁的抗剪承載力，改善梁的延性能力；加固梁的極限抗剪承載力提高幅度隨剪跨比的增大而增大；加固配筋率對(duì)抗剪承載力的影響與剪跨比相關(guān)，剪跨比大加固箍筋發(fā)揮的作用較大；加固梁的受剪破壞形態(tài)為

5、剪壓破壞、斜壓破壞和剝離破壞；加固梁的裂縫總體呈現(xiàn)出“細(xì)而密”的特點(diǎn)。 三、通過(guò)10根HPF加固的RC足尺梁及4根對(duì)比梁的一次和二次受力試驗(yàn)，研究了加固梁抗裂性能和抗彎剛度變化特征。試驗(yàn)結(jié)果表明，HPF加固能有效提高RC梁的抗彎剛度、抑制裂縫的產(chǎn)生和發(fā)展；加固梁的二次受力剛度隨一次受力幅度的不同而有不同程度的折減。基于試驗(yàn)研究結(jié)果，并結(jié)合混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范的計(jì)算公式，建立了HPF加固RC梁的短期抗彎剛度計(jì)算式、平均裂縫間距計(jì)算式

6、和最大裂縫寬度計(jì)算式。 四、通過(guò)模擬現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)條件進(jìn)行全過(guò)程非線(xiàn)性有限元分析，進(jìn)一步研究了不同設(shè)計(jì)參數(shù)情況下HPF加固的RC加固梁的受彎和受剪性能。基于基本假定，通過(guò)理論分析建立了精細(xì)求解HPF加固RC梁的抗彎和抗剪承載力計(jì)算式；基于精細(xì)計(jì)算式和試驗(yàn)研究數(shù)據(jù)，通過(guò)變換或簡(jiǎn)化，建立了簡(jiǎn)單實(shí)用的HPF加固RC梁的抗彎和抗剪承載力計(jì)算式。在有試驗(yàn)分析結(jié)果的基礎(chǔ)上，對(duì)復(fù)合砂漿加固RC梁受彎剝離的破壞形態(tài)進(jìn)行了研究，通過(guò)粘結(jié)區(qū)域各種應(yīng)力的解