基于纤维压条和U形箍锚固FRP-混凝土界面粘结性能试验研究
本文关键词:基于纤维压条和U形箍锚固FRP-混凝土界面粘结性能试验研究
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【摘要】:纤维增强复合材(Fiber-reinforced Plastic,简称FRP)因具有轻质、高强、耐腐蚀等优点,而被广泛应用于混凝土及其他结构的加固中。外贴FRP片材于钢筋混凝土梁/板底部对其进行抗弯加固是FRP加固钢筋混凝土结构的主要应用形式之一。但是外贴FRP加固混凝土构件容易发生早期剥离破坏,导致FRP加固效果降低。大量研究表明对外贴FRP片材采用端部锚固系统,可以减缓甚至防止剥离破坏的发生,提高FRP片材的利用率和加固效果。然而目前对锚具的作用机理以及锚具的设计的研究还很少。因此,本文设计了两批单剪试件,研究常见的两种纤维锚具—纤维压条和U形箍对FRP-混凝土界面粘结性能的影响,探究纤维锚具与单剪拉条的传力机理,在此基础上提出锚具的设计方法。本文包括以下三部分主要内容:(1)基于纤维压条锚固FRP-混凝土的界面粘结性能试验研究。针对FRP抗弯加固混凝土板出现的端部剥离问题,设计了10个外贴FRP抗弯加固的混凝土板,在FRP的端部粘贴不同的纤维压条,通过单剪实验,系统研究了纤维压条一系列参数,包括粘结长度、宽度、粘贴角度以及层数,对FRP-混凝土的粘结性能的影响,探究纤维压条与单剪拉条的传力机理。其结论不仅可应用于纤维压条限制FRP加固钢筋混凝土板的剥离破坏,也可作为研究单剪拉条与U型箍(本文第二部分)传力机理的基础。试验结果表明,纤维压条对FRP-混凝土粘结性能具有明显的影响,45°或30°斜向纤维压条能够有效地限制/减缓FRP单剪拉条的剥离破坏,并明显提高试件的极限承载能力和延性以及FRP单剪拉条的最大应变。(2)基于U形箍锚固FRP-混凝土界面粘结性能研究。针对FRP抗弯加固混凝土梁常出现的端部剥离问题,通过对13个端部粘贴不同U形箍的混凝土小梁进行单剪试验,研究U形箍的粘结长度、粘贴角度以及小梁的转角半径,对FRP-混凝土的粘结性能的影响,并进一步研究U形箍与单剪拉条的传力机理。试验结果表明,U形箍的粘结长度、粘贴角度对U形箍的锚固效率具有较大的影响,而且影响规律与纤维压条致,相比于应用最为广泛的竖向U型箍,FRP单剪拉条上的拉力能更加有效地传递至45°和30°斜向U型箍,其剥离破坏从而能被斜向U型箍限制,使得试件的极限承载能力和延性得到更加明显的提高。同时,在梁转角处设置倒角可以有效避免U型箍在此处因为应力集中而发生拉断破坏。(3)基于上述试验研究结果,进一步分析纤维锚具的作用机理,引入传递系数来表征锚具的锚固效果。通过分析不同情况下的传递系数,得到传递系数的近似规律,为纤维锚具设计中参数的取值提供依据,进而对锚具尺寸进行初步设计,最后,本文以一个算例进一步阐述纤维压条/U型箍的设计方法
【学位授予单位】:广东工业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2016
【分类号】:TU528
【参考文献】
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,本文编号:1273419
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