錨固作用下復(fù)材加固混凝土梁保護(hù)層剝離機(jī)理研究.pdf

1、結(jié)構(gòu)加固技術(shù)目前廣泛使用粘貼FRP(Fiber Reinforced Plastic簡稱FRP)加固、粘鋼加固、增大截面法加固等加固方法。但這些加固方法存在著一個共同的問題，主要表現(xiàn)為結(jié)構(gòu)加固容易產(chǎn)生新舊界面剝離破壞，或者混凝土保護(hù)層剝離破壞。剝離破壞時，結(jié)構(gòu)表現(xiàn)為明顯的脆性，這對結(jié)構(gòu)的安全性能影響極其不利，并且使得加固材料的材料性能得不到充分的發(fā)揮。剝離破壞的存在已嚴(yán)重制約了補(bǔ)修、加固研究的發(fā)展和其在實(shí)際工程中的應(yīng)用。目前外貼FRP加

2、固法運(yùn)用最為普遍，但是運(yùn)用這種加固法加固后的粱也易出現(xiàn)早期的剝離破壞。有研究表明，在端部設(shè)置錨固措施能有效的阻止剝離破壞，使加固后構(gòu)件承載力明顯增強(qiáng)。但各種錨固方法層出不窮，錨固機(jī)理研究并不透徹，特別是對于有錨固作用下混凝土保護(hù)層剝離的研究，各種理論繁雜，難以建立起力學(xué)機(jī)理清晰的計(jì)算模型。本文旨在通過合理的錨桿或U型箍布置以達(dá)到限制混凝土保護(hù)層剝離的目的，通過試驗(yàn)分析計(jì)算混凝土保護(hù)層剝離產(chǎn)生的力學(xué)機(jī)理，并建立錨固后混凝土保護(hù)層剝離強(qiáng)度的

3、計(jì)算模型。本文著重從以下四個方面進(jìn)行研究:
　　(1)基于“混凝土齒模型”理論，采用底部植入錨桿錨固的碳纖維(CFRP)加固“人造齒”梁式懸臂試件，并進(jìn)行底部植入錨桿錨固限制加固試件混凝土保護(hù)層剝離力學(xué)機(jī)理的試驗(yàn)研究。通過CFRP布應(yīng)變的拐點(diǎn)值及混凝土保護(hù)層水平裂縫發(fā)展圖，得到各個試件混凝土保護(hù)層剝離荷載試驗(yàn)值。該試驗(yàn)討論了錨桿植入深度、位置、“人造齒”寬度及錨桿數(shù)量等重要設(shè)計(jì)參數(shù)對底部植入錨桿錨固試件限制混凝土保護(hù)層剝離效果的影

4、響。試驗(yàn)表明錨桿植入深度越大，錨固位置離“人造齒”近支座端距離越近，“人造齒”寬度越大，錨固效果越好。
　　(2)運(yùn)用同樣的原理到設(shè)置“人造齒”的U型箍錨固CFRP加固鋼筋混凝土梁上，通過對比U型箍的高度、寬度對試驗(yàn)結(jié)果的影響。試驗(yàn)表明U型箍錨固高度越高，寬度越寬錨固效果也越好。
　　(3)設(shè)計(jì)一定尺寸的鋼筋混凝土梁，通過設(shè)置錨桿間距為1OOmm的四處錨桿以研究真實(shí)情況下加固梁的混凝土保護(hù)層剝離機(jī)理。根據(jù)錨桿不同的植入深度，

5、各個試件表現(xiàn)出不同的剝離模式。最終得出結(jié)論:端部第一處錨桿能最大限度起到對試件保護(hù)層剝離的限制作用。但根據(jù)合理的間距布置一定數(shù)量的錨桿是必要的，這是因?yàn)?，錨桿不但能起到限制混凝土保護(hù)層剝離與界面剝離的作用，而且能限制住跨中界面剝離引起的剝離破壞，抑制界面剝離的貫通從而良好的限制住了這種破壞模式;此外，錨桿還能起到增強(qiáng)梁整體剛度的作用。但是同時也發(fā)現(xiàn)，當(dāng)錨桿植入深度較高時，試件對緊固件本身材料強(qiáng)度要求也更高。
　　(4)建立了植入錨