【摘要】：钢筋混凝土材料的恶化导致火灾后钢筋混凝土结构及其构件的损伤不可恢复。对于火灾轻微或中度受损后的建筑结构如需继续正常使用,必须进行适当的修复和加固。目前,利用纤维增强复合材料(Fiber Reinforced Plastic Polymer,简称FRP)高强高效、不增加结构自重、施工方便等优点被广泛采用。已有研究表明,由于FRP与混凝土粘结强度不足导致的剥离破坏是FRP加固混凝土的常见破坏形式,采用机械锚固方法的混合加固技术(Hybrid bonding FRP,HB-FRP)可以明显改善FRP与混凝土粘结性能,提高FRP的利用率。本试验在采用HB-FRP加固混凝土后,对FRP与混凝土的界面粘结性能及机理展开研究:首先将混凝土试块加热到一定温度,自然冷却后,在其表面粘贴FRP并进行机械锚固,然后进行FRP-混凝土粘结滑移试验研究,研究的参数包括:混凝土受火温度(常温、100℃、200℃、300℃、400℃和500℃),FRP粘贴层数(1层、2层和3层),机械锚固的个数(1个、2个和3个)。具体结论如下:1、采用a类HB-FRP加固(双螺杆,垫片尺寸110mm×30mm×4mm)混凝土试件的破坏形态有FRP拉断、FRP剥离和螺栓剪断,采用b类HB-FRP加固(单螺杆,垫片尺寸30mm×30mm×2mm)混凝土试件的破坏形态有FRP撕裂剥离、FRP拉断;粘贴1层FRP时,随着机械锚固个数的增加,a类加固试件的极限粘结荷载分别较b类提高了1.19倍、1.61倍、1.23倍;2、采用HB-FRP加固混凝土试件的极限粘结荷载较EB-FRP增大了1.35~2.87倍,且FRP各测点的应变数值明显大于EB-FRP相应位置的应变数值,其中,试件HB-H3N3C1在加载端处的应变数值是试件EB-H3C1的2.86倍,表明HB-FRP加固技术能更为有效的提高FRP利用率;3、采用EB-FRP加固的试件,极限粘结荷载随FRP粘贴层数的增加而增大:混凝土在常温、100℃、200℃、300℃、400℃、500℃下,粘贴2层FRP的极限粘结荷载分别比粘贴1层FRP提高约1.35倍、1.35倍、1.33倍、1.35倍、1.06倍、1.35倍,粘贴3层FRP的极限粘结荷载分别比粘贴2层FRP提高约1.16倍、1.36倍、1.19倍、1.25倍、1.46倍、1.12倍;采用HB-FRP加固的试件,极限粘结荷载随FRP粘贴层数的增加呈增大趋势,但是随着混凝土受火温度的增加,个别温度时,极限粘结荷载随FRP粘贴层数的增加略有降低:混凝土在常温、100℃、200℃、300℃、400℃下,粘贴2层FRP的极限粘结荷载分别比粘贴1层FRP提高约1.23倍、1.15倍、0.98倍、1.60倍、1.08倍,粘贴3层FRP的极限粘结荷载分别比粘贴2层FRP提高约1.23倍、1.20倍、1.43倍、0.98倍、1.16倍;4、采用HB-FRP加固的试件,极限粘结荷载随机械锚固个数的增加呈增大趋势,但是随着混凝土受火温度、FRP粘贴层数的增加,个别试件的极限粘结荷载随机械锚固个数的增加略有降低:FRP粘贴1层,混凝土在常温、100℃、200℃、300℃、400℃下,采用2个机械锚固的极限粘结荷载分别比采用1个机械锚固提高约1.08倍、1.10倍、1.09倍、1.04倍、1.27倍;混凝土在常温、100℃、200℃、300℃下,采用3个机械锚固的极限粘结荷载分别比采用2个机械锚固提高约1.26倍、1.17倍、1.15倍、1.39倍;FRP粘贴2层,混凝土在常温、100℃、200℃、300℃、400℃下,采用2个机械锚固的极限粘结荷载分别比采用1个机械锚固提高约1.04倍、1.07倍、1.12倍、1.29倍、1.38倍;混凝土在常温、100℃、200℃、300℃下,采用3个机械锚固的极限粘结荷载分别比采用2个机械锚固提高约1.19倍、1.10倍、0.98倍、0.87倍;5、采用EB-FRP加固技术的试件,与常温下混凝土试件相比,随着混凝土受火温度的增加,试件的极限粘结荷载均有所提高,混凝土受火温度为400℃时,其增加的幅度最大;采用HB-FRP加固技术的试件,混凝土受火温度小于400℃时,随受火温度的增加,极限粘结荷载上下波动,变化幅度较小;混凝土受火温度400℃时的极限粘结荷载较常温下明显提高:安装2个机械锚固,粘贴1层FRP,混凝土受火温度为100℃、200℃、300℃、400℃时极限粘结荷载分别比常温下提高约1.02倍、1.06倍、0.88倍、1.34倍;粘贴2层FRP,混凝土受火温度为100℃、200℃、300℃、400℃时极限粘结荷载分别比常温下提高约0.96倍、0.84倍、1.15倍、1.18倍;粘贴3层FRP,混凝土受火温度为100℃、200℃、300℃、400℃时极限粘结荷载分别比常温下提高约0.93倍、0.99倍、0.92倍、1.11倍。
【图文】：
具体布置形式如图 2-1 所示（以一层 FRP 为例），机械锚固件详图如图2-2 所示。各试件编号及主要参数如表 2-1 所示。表 2-1 试件参数Table 2-1 Specimen parameter试件编号 锚固个数 锚固间距/mm 锚固类型 粘贴层数EB-C1 - - - 1EB-C2 - - - 2EB-C3 - - - 3HB-N1C1a 1 - a 1HB-N1C2a 1 - a 2HB-N2C1a 2 150 a 1HB-N2C2a 2 150 a 2HB-N2C3a 2 150 a 3HB-N3C1a 3 75 a 1HB-N3C2a 3 75 a 2HB-N4C1a 4 50 a 1HB-N4C2a 4 50 a 2HB-N4C3a 4 50 a 3HB-N2C1b 2 150 b 1
图 2-4 加载装置Figure 2-4 Typical single shear test setup2.2.2 测点布置（1）碳纤维片材加载端位移及非加载端位移，使用 LVDT 位移传感器，量程0~5mm，加载端位移计置于纤维片材中心线处，，非加载端位移计置于混凝土试块侧表面中心处，必须保证两个位移计的中心线重合，具体测量位置如图 2-5：150碳纤维布混凝土试块胶层 粘结段 非粘结段位移计1角钢位移计2
【学位授予单位】：华北水利水电大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TU37
【参考文献】
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本文编号：
2692429
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