嵌入式CFRP板条-混凝土界面粘结性能梁式试验研究

发布时间：2020-03-24 07:08

【摘要】：纤维增强复合材料(Fiber reinforce polymer,简称FRP)由于具有轻质高强、耐腐蚀、抗疲劳性能良好等特点,在近三十年来被普遍应用在混凝土结构维修与加固领域。目前常见的FRP抗弯加固方法有:外贴补强加固法(EB-FRP)、嵌入式加固法(NSMFRP)和机械紧固法(MF-FRP)。相比当下研究和应用较成熟的外贴补强加固法,嵌入式加固法能够有效地避免加固构件发生界面剥离破坏,且能较好地保护纤维材料免受外界环境的侵蚀。然而目前对FRP板条嵌入式加固混凝土结构的研究较少,嵌入式加固法在混凝土结构维修加固领域具有良好的应用前景和研究价值。本文对CFRP板条嵌入式加固混凝土界面性能进行了研究,分析了不同混凝土强度(C40、C80)、不同粘结长度(100mm、150mm、200mm)、不同CFRP板条嵌入数量(1条、2条、3条)对嵌入式加固体系的破坏模式、CFRP板条端部滑移情况和局部应力滑移关系的影响。本文的主要研究内容和结论如下:(1)混凝土强度、粘结长度、CFRP板条嵌入数量对嵌入式加固体系破坏模式的影响。试件的主要破坏模态有两种:界面破坏和混凝土角部拉剪破坏。当CFRP板条嵌入数量为1条、粘贴长度较长时,试件的主要破坏模态为界面破坏,而混凝土强度较高(C80)的试件其破坏模态一般为CFRP板条-Sika30胶界面剥离破坏,混凝土强度较低(C40)的试件其破坏模态一般为Sika30胶-混凝土界面剥离破坏。当CFRP板条的嵌入数量较大(2条、3条)时,试件的主要破坏模态为混凝土拉剪破坏。而粘结长度越长,试件在发生其他破坏之前界面剥离破坏的区域越大。(2)混凝土强度、粘结长度、CFRP板条嵌入数量对CFRP板条端部滑移情况的影响。不同变量的试件其轴力-约束端相对滑移曲线的斜率相同,而极限约束端相对滑移值和CFRP板条极限轴力随混凝土强度和粘结长度的提高而提高,随CFRP板条嵌入数量的增加而减小;CFRP板条自由端滑移值相对整个滑移而言可以忽略不计。(3)混凝土强度、粘结长度、CFRP板条嵌入数量对嵌入式加固体系局部粘结滑移关系的影响。粘结强度和极限滑移值随混凝土强度和粘结长度的增加而增加,随CFRP板条嵌入数量的增加而减小,通过拟合试验数据得出了不同界面破坏类型的局部应力滑移模型。
【图文】：

（c）机械紧固（MF-FRP）法图 1-1 常见的 FRP 抗弯加固方法Figure 1-1 Common FRP bending reinforcement method加固方法对混凝土抗弯加固都十分有效，目前国内外相关学者FRP）法进行了大量的研究，并取得了一定的成果，但是对嵌入式机械紧固(MF-FRP)法的研究相对较少。 嵌入式加固在实际工程中的应用五十年代就已经有人将嵌入式加固技术应用到实际工程当中了使用了嵌入式加固技术加固了瑞典的一座桥梁,他的主要做法是然后将钢筋嵌入其中，再用水泥浆灌满凹槽，最后用喷浆混凝土

图 1-2 嵌入式加固混凝土桥板Figure 1-2 Embedded reinforced concrete bridge1998 年 Nanni 等人[11-13]采用嵌入式加固法对美国波士顿的 6 个混凝土筒仓进行加固，所采用的加固材料为直径 8mmCFRP 磨砂棒（如图 1-3）。1997 年至 1998 年期间，Hogue[14]等人对美国 Oklahoma 市的一所建筑物当中的一根混凝土梁采用了嵌入式加固法加固，开槽截面尺寸为 13mm 19mm，所使用的加固材料为 CFRP 筋。此外，二十世纪初期也有技术人员将嵌入式加固法应用到了砌体结构和木结构当中，，加固效果也非常令人满意[15-16]。
【学位授予单位】：广东工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TU37

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本文编号：2597987