基于纖維壓條和U形箍錨固FRP-混凝土界面粘結(jié)性能試驗(yàn)研究.pdf

1、纖維增強(qiáng)復(fù)合材料（Fiber-reinforced Plastic，簡(jiǎn)稱FRP）因具有輕質(zhì)、高強(qiáng)、耐腐蝕等優(yōu)點(diǎn)，而被廣泛應(yīng)用于混凝土及其他結(jié)構(gòu)的加固中。外貼FRP片材于鋼筋混凝土梁/板底部對(duì)其進(jìn)行抗彎加固是FRP加固鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的主要應(yīng)用形式之一。但是外貼FRP加固混凝土構(gòu)件容易發(fā)生早期剝離破壞，導(dǎo)致FRP加固效果降低。大量研究表明對(duì)外貼FRP片材采用端部錨固系統(tǒng)，可以減緩甚至防止剝離破壞的發(fā)生，提高FRP片材的利用率和加固效果。然而

2、目前對(duì)錨具的作用機(jī)理以及錨具的設(shè)計(jì)的研究還很少。因此，本文設(shè)計(jì)了兩批單剪試件，研究常見的兩種纖維錨具—纖維壓條和U形箍對(duì)FRP-混凝土界面粘結(jié)性能的影響，探究纖維錨具與單剪拉條的傳力機(jī)理，在此基礎(chǔ)上提出錨具的設(shè)計(jì)方法。本文包括以下三部分主要內(nèi)容:
　　(1)基于纖維壓條錨固FRP-混凝土的界面粘結(jié)性能試驗(yàn)研究。針對(duì)FRP抗彎加固混凝土板出現(xiàn)的端部剝離問(wèn)題，設(shè)計(jì)了10個(gè)外貼FRP抗彎加固的混凝土板，在FRP的端部粘貼不同的纖維壓條，

3、通過(guò)單剪實(shí)驗(yàn)，系統(tǒng)研究了纖維壓條一系列參數(shù)，包括粘結(jié)長(zhǎng)度、寬度、粘貼角度以及層數(shù)，對(duì)FRP-混凝土的粘結(jié)性能的影響，探究纖維壓條與單剪拉條的傳力機(jī)理。其結(jié)論不僅可應(yīng)用于纖維壓條限制FRP加固鋼筋混凝土板的剝離破壞，也可作為研究單剪拉條與U型箍（本文第二部分）傳力機(jī)理的基礎(chǔ)。試驗(yàn)結(jié)果表明，纖維壓條對(duì)FRP-混凝土粘結(jié)性能具有明顯的影響，45°或30°斜向纖維壓條能夠有效地限制/減緩FRP單剪拉條的剝離破壞，并明顯提高試件的極限承載能力和延

4、性以及FRP單剪拉條的最大應(yīng)變。
　　(2)基于U形箍錨固FRP-混凝土界面粘結(jié)性能研究。針對(duì)FRP抗彎加固混凝土梁常出現(xiàn)的端部剝離問(wèn)題，通過(guò)對(duì)13個(gè)端部粘貼不同U形箍的混凝土小梁進(jìn)行單剪試驗(yàn)，研究U形箍的粘結(jié)長(zhǎng)度、粘貼角度以及小梁的轉(zhuǎn)角半徑，對(duì)FRP-混凝土的粘結(jié)性能的影響，并進(jìn)一步研究U形箍與單剪拉條的傳力機(jī)理。試驗(yàn)結(jié)果表明，U形箍的粘結(jié)長(zhǎng)度、粘貼角度對(duì)U形箍的錨固效率具有較大的影響，而且影響規(guī)律與纖維壓條一致，相比于應(yīng)用最為

5、廣泛的豎向U型箍，F(xiàn)RP單剪拉條上的拉力能更加有效地傳遞至45°和30°斜向U型箍，其剝離破壞從而能被斜向U型箍限制，使得試件的極限承載能力和延性得到更加明顯的提高。同時(shí)，在梁轉(zhuǎn)角處設(shè)置倒角可以有效避免U型箍在此處因?yàn)閼?yīng)力集中而發(fā)生拉斷破壞。
　　(3)基于上述試驗(yàn)研究結(jié)果，進(jìn)一步分析纖維錨具的作用機(jī)理，引入傳遞系數(shù)來(lái)表征錨具的錨固效果。通過(guò)分析不同情況下的傳遞系數(shù)，得到傳遞系數(shù)的近似規(guī)律，為纖維錨具設(shè)計(jì)中參數(shù)的取值提供依據(jù)，進(jìn)而