FRP-混凝土粘結(jié)界面研究的兩個(gè)重要問(wèn)題.pdf

1、從上世紀(jì)90年代起纖維復(fù)合材料（FRP）開始較廣泛應(yīng)用于鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)加固。為支持這項(xiàng)新技術(shù)的快速發(fā)展，F(xiàn)RP 加固結(jié)構(gòu)的性能成為研究熱點(diǎn)。其中，F(xiàn)RP－混凝土界面的粘結(jié)－滑移（δ－τ）本構(gòu)關(guān)系和FRP 加固梁混凝土的粘結(jié)界面剝離破壞是近年來(lái)研究的兩個(gè)重點(diǎn)。
　　 由于FRP-混凝土界面的粘結(jié)性能對(duì)FRP 加固結(jié)構(gòu)的力學(xué)性能和耐久性起關(guān)鍵作用，因此界面的δ－τ本構(gòu)關(guān)系被視為FRP 加固混凝土領(lǐng)域內(nèi)的最重要、最基本的問(wèn)題之一。盡管

2、已圍繞δ－τ本構(gòu)關(guān)系開展了大量的研究工作，并采用了多種測(cè)試方法，但迄今尚無(wú)法實(shí)測(cè)出FRP－混凝土界面δ－τ本構(gòu)關(guān)系的三關(guān)鍵控制參數(shù)之一：FRP－混凝土最大粘結(jié)滑移量（ u δ）。本文先總結(jié)現(xiàn)有δ－τ本構(gòu)關(guān)系的研究方法和成果，指出普遍采用的“面內(nèi)剪切試件”破壞過(guò)早是無(wú)法實(shí)測(cè)到u δ的主要原因；并提出改進(jìn)的“雙拉試件”的概念。進(jìn)而基于有限元方法，對(duì)既有面內(nèi)剪切試件和“雙拉概念試件”進(jìn)行應(yīng)力分析對(duì)比，結(jié)果表明雙拉概念試件可承受很大的荷載而不會(huì)

3、發(fā)生破壞，更適合測(cè)量δ－τ本構(gòu)關(guān)系。在此基礎(chǔ)上，參考雙拉概念試件，制作了“探索性雙拉試件”；再經(jīng)過(guò)兩次實(shí)驗(yàn)－改進(jìn)過(guò)程，設(shè)計(jì)定型了可實(shí)測(cè)u δ的“實(shí)用雙拉試件”。本文還探討了既有實(shí)測(cè)δ－τ本構(gòu)關(guān)系方法的特點(diǎn)，進(jìn)而提出一種更簡(jiǎn)單且較準(zhǔn)確的用電子引伸計(jì)測(cè)量FRP-混凝土相對(duì)滑移量δ的方法。
　　 再制作了22 組“雙拉試件“，并采用“電子引伸計(jì)”和“電阻應(yīng)變片”相互驗(yàn)證、測(cè)試u δ的方法，實(shí)測(cè)出u δ為0.4mm 左右（在本文實(shí)驗(yàn)條件

4、下）。
　　 跨中FRP-混凝土界面剝離破壞是FRP加固混凝土梁常見的破壞模式之一，導(dǎo)致梁的承載力和延性顯著降低，引起人們的高度關(guān)注。研究者已提出幾種理論與數(shù)值方法計(jì)算FRP-混凝土粘結(jié)界面剪應(yīng)力的方法，其中有限元方法被認(rèn)為最接近實(shí)際，但由于既有有限元分析均以整梁為研究對(duì)象，有模擬梁上所有裂縫等諸多困難，因而計(jì)算誤差也較大；也不能對(duì)剝離影響因素做細(xì)致分析。為此本文提出避開以整梁為研究對(duì)象的困難，建立一個(gè)簡(jiǎn)單的“梁段”有限元計(jì)算模

5、型，并用圣維南原理和數(shù)值分析證實(shí)其合理性和可靠性。再用此模型計(jì)算討論了多種參數(shù)影響下的FRP－混凝土界面剪應(yīng)力分布特征?；谟?jì)算結(jié)果，本文指出FRP－混凝土界面剪應(yīng)力最大值u τ不適合作為剝離破壞準(zhǔn)則，并建議考慮將u δ作為FRP－混凝土界面的剝離破壞準(zhǔn)則。為檢驗(yàn)本文提出的“梁段”模型，分別用碳纖維、玻璃纖維和混雜纖維制作了12根FRP加固梁，進(jìn)行加載實(shí)驗(yàn)，結(jié)果顯示“梁段”有限元分析模型的計(jì)算結(jié)果與實(shí)測(cè)基本相符。注意到對(duì)整梁進(jìn)行剝離試驗(yàn)