表面内嵌FRP筋加固钢筋混凝土梁粘结性能与抗弯性能研究

摘要

建筑结构在服役期间，由于内外因的共同作用下，使其承载力或者使用功能下降无法满足正常使用要求，这些建筑结构不可避免地将面对加固问题。许多工程技术人员和研究团体已经把注意力转向结构加固领域，并把结构加固技术放在突出的位置。 表面内嵌FRP筋加固是一项新兴的具有广大发展前景的加固技术，已逐渐成为混凝土结构加固领域的研究热点。本课题通过研究表面内嵌FRP筋加固钢筋混凝土梁的粘结性能及抗弯性能，期望为表面内嵌FRP筋加固技术的研究与应用提供一定的参考依据。 本文通过对一组表面内嵌GFRP筋加固钢筋混凝土梁粘结性能试验研究，探讨了破坏模式、GFRP筋应变分布、粘结应力分布、粘结－滑移关系曲线及影响因素。研究表明，在各级荷载作用下，GFRP筋应变从梁跨中点到自由端逐渐减小，极限荷载时，跨中点的应变值达到最大。从粘结应力分布曲线中可以看到，GFRP筋的粘结应力峰值随荷载的增大从跨中点向自由端移动。随着锚固长度的增加，GFRP筋的最大应变值逐渐增大，且粘结应力也逐渐增大。GFRP筋最大应变值随直径的增大而减小，GFRP筋最大粘结应力随直径的增大而增大。 通过对一组表面内嵌GFRP筋加固钢筋混凝土梁抗弯性能试验研究，探讨了加固梁的破坏模式，分析了试件荷载－位移关系曲线和荷载－应变关系曲线，研究了加固梁的裂缝开展与分布情况及影响抗弯性能的主要因素，并分析了加固试件的延性性能及表面内嵌GFRP筋加固钢筋混凝土梁体系的协同工作性能。研究表明，表面内嵌GFRP筋加固可以明显提高构件抗弯承载力。在开裂荷载前，嵌入GFRP筋对试件的刚度基本没有影响，而在开裂荷载以后阶段，嵌入GFRP筋增大了试件的抗弯刚度，且各加固试件的抗弯刚度随着GFRP筋加固面积的增大而增大。钢筋屈服点是协同工作性能的一个临界点，屈服荷载前，截面应变保持平面，GFRP筋与钢筋应力比值恒定，GFRP筋与钢筋具有良好的协同工作性能。屈服荷载后，截面应变重新分布，不再符合平面关系，GFRP筋与钢筋的应力比值随着荷载的增大呈线性增大。 通过表面内嵌FRP筋加固混凝土梁抗弯性能理论研究，建立加固FRP筋的基本锚固长度计算公式；建立表面内嵌FRP筋加固混凝土梁在不同破坏模式下的正截面极限抗弯承载力计算公式，理论计算结果与试验结果吻合良好。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章 绪论

第二章 表面内嵌GFRP筋加固钢筋混凝土梁粘结性能试验研究

第三章 表面内嵌GFRP筋加固钢筋混凝土梁抗弯性能试验研究

第四章 表面内嵌FRP筋加固理论分析

第五章 结论与展望

参考文献

作者简介、作者在攻读硕士学位期间发表的学术论文

致谢