原文传递
FRP混合粘贴技术加固钢筋混凝土梁的抗剪性能试验研究
| 论文题名： | FRP混合粘贴技术加固钢筋混凝土梁的抗剪性能试验研究 |
| 关键词： | FRP混合粘贴;界面粘结强度;抗剪性能;螺栓破坏 |
| 摘要： | FRP混合粘贴技术(Hybrid Bonding FRP)是一种结合了FRP外贴法和钢板机械锚固的混合加固形式。经过国内外研究人员的研究机械锚固系统已经改进为化学螺栓-钢板锚固件。FRP混合粘贴技术已经被证实用于混凝土构件的抗弯加固效果较好，可以改善FRP-混凝土界面的粘结性能，较大程度的提高钢筋混凝土梁的抗弯承载力。本文主要研究FRP混合粘贴的界面粘结强度和界面受剪破坏机理。本文采用FRP混合粘贴技术对钢筋混凝土T梁进行斜截面抗剪加固。研究加固后的钢筋混凝土T梁斜截面抗剪性能以及HB-FRP的抗剪贡献。 本文针对FRP混合粘贴形式进行了8组自锚式面内剪切试验。考虑了不同FRP粘贴长度和粘贴层数对界面粘结性能的影响。根据FRP-混凝土界面剪应力发展规律，将FRP混合粘贴形式中FRP由初始受力至破坏的过程划分成三个阶段。研究表明FRP混合粘贴形式中的钢板锚固件抑制了FRP的持续剥离，将FRP-混凝土界面的粘结强度提高了18.02％。将破坏形态由FRP剥离破坏转变为FRP断裂破坏，极大的提高了FRP材料的强度利用率。FRP混合粘贴的破坏受到材料极限抗拉强度和钢板锚固件强度共同影响，试验研究得出单个钢板锚固件强度为14.523kN。本文建议FRP混合粘贴形式中的钢板锚固件间距设为0.6Le～1.0Le较为合理。 本文进行了FRP混合粘贴加固钢筋混凝土T梁的斜截面抗剪承载力试验研究。对比了HB-FRP和EB-FRP形式加固后的试验T梁斜截面抗剪性能。考察了试验T梁的破坏形态、抗剪承载力、挠度变形、混凝土斜裂缝的发展与分布、FRP与箍筋应变等。并对FRP混合粘贴加固试验T梁二次受力时的抗剪性能进行了讨论。研究表明HB-FRP加固的钢筋混凝土试验T梁跨中挠度变形较小，斜截面抗剪承载力提高了23.6％～25.5％，比EB-FRP加固方式提升了7.2％～9.1％。FRP混合粘贴形式对钢筋混凝土T梁箍筋受力的改善作用和对混凝土斜裂缝开展的抑制作用均较为显著。FRP材料平均强度利用率是EB-FRP加固形式的2.62倍。 根据本文试验数据和有限元实体模型分析，推导了FRP混合粘贴加固钢筋混凝土T梁斜截面抗剪承载力计算公式。提出了HB-FRP抗剪贡献计算方法采用FRP剥离控制下限值和FRP断裂控制上限值。研究表明HB-FRP实际抗剪贡献通常介于两者之间。通过有限元实体模型计算对不同FRP条间距和钢板锚固件间距下加固后的试验T梁进行了参数化分析。针对HB-FRP侧面粘贴加固形式中容易发生FRP未断裂而混凝土破碎的破坏形式，修正了FRP最大允许应变限值εmax为12145με。对钢板锚固件中的化学螺栓进行了受拉破坏数值分析，建议螺栓预紧力的扭矩值不宜大于13N·m。 |
| 作者： | 付一小 |
| 专业： | 土木工程；桥梁与隧道工程 |
| 导师： | 叶见曙 |
| 授予学位： | 博士 |
| 授予学位单位： | 东南大学 |
| 学位年度： | 2017 |
| 正文语种： | 中文 |
检索历史
应用推荐
