嵌入式FRP加固负载混凝土T形梁抗弯性能试验研究

论文摘要

近年来,研究人员提出了“表层嵌贴法”加固技术,即在混凝土构件需要加固部位的表面进行开槽,将FRP筋或FRP板条嵌入其中,利用粘结剂使FRP与构件紧密结合,达到提高混凝土构件抗弯或抗剪承载力的目的,这是一种很有发展前途的FRP加固方法。本文进行了5根CFRP板条嵌入式加固负载钢筋混凝土适筋T形梁的二次受力抗弯试验研究,综合考虑加固时原梁预加载水平及CFRP板条加固量对加固梁抗弯性能的影响。借鉴国内外已有FRP滞后应变及粘结性能研究成果的基础上,针对本次试验出现的CFRP板条与环氧树脂粘结剂之间的界面剥离破坏模式,推导出了嵌入式CFRP板条加固负载钢筋混凝土T形梁的抗弯承载力的计算公式,并与试验结果进行了对比,二者吻合较好。研究成果表明,采用CFRP板条进行嵌入式加固,可显著提高试验梁抗弯刚度、屈服承载力和极限承载力,极限承载力提高幅度为29.4%～64.7%。是否考虑CFRP的滞后应变对抗弯承载力结果影响不大。虽然考虑CFRP滞后应变求得的抗弯承载力设计值与试验值间的误差更小,但不考虑CFRP滞后应变和考虑CFRP滞后应变求得的极限抗弯承载力的误差仅为-2%～4%。在预加载水平低于屈服荷载的条件下进行适筋梁负载加固,预加载水平会影响加固梁的极限承载力。当加固量相同时,随着预加载水平的提高,抗弯承载力也提高。当预加载水平相同时,随着CFRP加固量的增加,加固梁的极限承载力也相应提高。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 混凝土结构补强加固技术简介
• 1.2 FRP加固技术的研究进展
• 1.2.1 纤维增强材料简介
• 1.2.2 纤维复合材料嵌入式加固技术
• 1.2.3 FRP嵌入式加固混凝土构件抗弯性能的研究现状
• 1.2.4 考虑二次受力FRP加固混凝土梁抗弯性能研究现状
• 1.3 本文的研究目的及内容
• 1.3.1 研究目的
• 1.3.2 研究内容
• 第2章 嵌入式FRP加固负载混凝土T形梁抗弯试验概况
• 2.1 试验目的
• 2.2 试验材料性能
• 2.3 试验设计
• 2.3.1 试验模型
• 2.3.2 模型参数
• 2.4 试件制作及试验方法
• 2.4.1 试件制作
• 2.4.2 试验方法及加载装置
• 2.4.3 测量内容及程序
• 2.5 嵌入式FRP加固方法
• 第3章 嵌入式FRP加固负载混凝土T形梁抗弯性能试验结果
• 3.1 试验现象
• 3.2 试验梁本构关系
• 3.2.1 试验梁荷载-跨中挠度曲线
• 3.2.2 参数对试验梁本构关系的影响
• 3.3 混凝土本构关系
• 3.3.1 混凝土荷载-变形曲线
• 3.3.2 参数对混凝土本构关系的影响
• 3.4 纵筋与CFRP本构关系
• 3.4.1 纵筋荷载-变形曲线
• 3.4.2 CFRP板条荷载-变形曲线
• 3.4.3 参数对CFRP板条本构关系的影响
• 3.5 试验梁裂缝情况
• 3.6 正截面抗弯极限承载力
• 3.6.1 正截面破坏形式
• 3.6.2 抗弯极限承载力
• 3.6.3 参数对加固梁抗弯极限承载力的影响
• 第4章 嵌入式FRP加固负载混凝土T形梁抗弯承载力理论分析
• 4.1 FRP加固梁的破坏模式
• 4.2 FRP滞后应变的计算
• 4.2.1 王文炜建议的方法
• 4.2.2 ACI440建议的公式
• 4.2.3 《碳纤维片材加固混凝土结构技术规程》建议的公式
• 4.2.4 王琳等建议的公式
• 4.2.5 朱剑俊建议的公式
• 4.2.6 贺学军建议的公式
• 4.2.7 本文FRP滞后应变计算方法
• 4.3 嵌入式FRP加固混凝土梁正截面承载力分析
• 4.3.1 现有FRP加固梁剥离破坏时FRP有效拉应变计算方法
• 4.3.2 嵌入式FRP加固混凝土T形梁抗弯承载力计算
• 第5章 结论与展望
• 5.1 结论
• 5.2 展望
• 参考文献
• 致谢