FRP加固混凝土結(jié)構(gòu)受力性能研究.pdf

1、纖維增強(qiáng)復(fù)合材料FRP(Fiber Reinforced Polymer/Plastic)以其強(qiáng)度高(有的高于3000MPa)、重量輕(約為鋼材的1/5)、易于施工、耐腐蝕性好等優(yōu)點(diǎn)被廣泛用于土木工程中結(jié)構(gòu)補(bǔ)強(qiáng)加固材料。目前國(guó)內(nèi)外對(duì)FRP布材加固結(jié)構(gòu)的徐變性能、疲勞性能的研究較少，且FRP布材加固結(jié)構(gòu)的受力性能和計(jì)算方法有待更全面和系統(tǒng)的研究。
　　 本文對(duì)FRP布材加固結(jié)構(gòu)的抗彎性能、徐變性能、疲勞性能進(jìn)行了較為系統(tǒng)的研究。主

2、要的研究?jī)?nèi)容如下：
　　 (1)對(duì)8根FRP布加固鋼筋混凝土簡(jiǎn)支梁的抗彎性能進(jìn)行了研究，研究了不同加固材料(CFRP、GFRP、CFRP/GFRP混雜等三種不同加固材料)和不同加固歷程(無加載進(jìn)行加固、加載至50％極限荷載時(shí)進(jìn)行加固、加載至50％極限荷載后卸載到25％極限荷載進(jìn)行加固三種應(yīng)力水平)時(shí)，F(xiàn)RP加固梁的受力特性。試驗(yàn)結(jié)果表明：FRP材料性能的發(fā)揮程度和加固梁的承載能力主要是由FRP加固梁的破壞模式?jīng)Q定；CFRP、CF

3、RP/GFRP、GFRP對(duì)加固梁承載力提高能力依次從高到低，但CFRP/GFRP混雜加固性價(jià)比最高且延性較好：FRP布能有效約束加固梁的裂縫開展，裂縫寬度窄，間距小。加固時(shí)梁持荷越大，裂縫寬度和間距越大。
　　 (2)對(duì)10根不同表面處理方式(表面涂膠、粘貼CFRP、自然表面)處理的混凝土柱徐變性能進(jìn)行了試驗(yàn)研究，結(jié)果表明：粘貼CFRP加固混凝土柱與表面涂膠混凝土柱的徐變規(guī)律基本一致，分別比自然表面混凝土柱徐變小29.0％和26

4、.9％。
　　 (3)對(duì)12根CFRP布加固梁的徐變?cè)囼?yàn)研究結(jié)果表明：粘貼CFRP布可以減小加固梁的徐變撓度，CFRP布自身徐變對(duì)加固梁長(zhǎng)期變形的影響可忽略不計(jì)；卸載比例越大時(shí)，CFRP布加固梁的長(zhǎng)期變形也越小；相同應(yīng)力比時(shí)，經(jīng)歷徐變過程加固梁的加載齡期越早，則其撓度越大；與普通混凝土梁相比，兩者的長(zhǎng)期變形都是前期發(fā)展較快，后期發(fā)展較緩且基本趨于穩(wěn)定；持荷100天時(shí)梁的徐變撓度為650天時(shí)的60.0％～72.8％。且CFRP布加

5、固梁的徐變撓度比普通梁的徐變撓度減少6％～16.5％。
　　 (4)對(duì)8根CFRP布加固梁徐變后的疲勞性能進(jìn)行了試驗(yàn)研究，結(jié)果表明：經(jīng)歷徐變過程加固梁在疲勞后的靜力性能優(yōu)于經(jīng)歷徐變過程的未加固梁；CFRP布加固后梁的抗裂性能也得到極大的提高，加固梁的疲勞抗裂性有了較大的改善；經(jīng)歷徐變過程加固梁疲勞后的受力變形性能優(yōu)于未加固梁，承載力為未加固梁的1.35倍。CFRP布加固梁在徐變后仍然具有良好的抗疲勞性能。
　　 (5)推

6、導(dǎo)了FRP加固鋼筋混凝土梁正截面極限承載力和正常使用極限狀態(tài)裂縫和撓度計(jì)算公式，計(jì)算結(jié)果與試驗(yàn)值吻合較好。
　　 (6)在計(jì)算CFRP/GFRP混雜加固梁的承載力時(shí)，可將CFRP/GFRP截面等效為純CFRP截面來進(jìn)行計(jì)算，試驗(yàn)結(jié)果表明這種方法可行。
　　 (7)推導(dǎo)了采用按齡期調(diào)整有效彈性模量法計(jì)算CFRP布加固梁長(zhǎng)期變形的計(jì)算公式，計(jì)算結(jié)果與實(shí)測(cè)結(jié)果吻合良好。
　　 (8)提出的正截面疲勞性能計(jì)算方法可較準(zhǔn)確