用FRP加固配筋混凝土砌块砌体墙在模拟环境荷载作用下的力学性能研究

摘要

纤维增强复合材料(FRP)在配筋砌体和混凝土结构加固领域,已经得到广泛应用.但对用FRP加固的砌体(或构件)的力学性能,特别是在恶劣环境下工作的构件性能,研究仍然不够充分.本文以采用在基材表面嵌入FRP方法(NSM-FRP),加固配筋混凝土砌块砌体试件,并对试件的力学性能进行研究;主要针对试件在经受不同环境荷载后的抗弯性能进行研究,分析了不同类型环境荷载对其力学性能的影响.本文所述试验,是将FRP加固后的混凝土砌块墙体试件,置于由电脑控制的环境模拟舱内,对其施加了350次不同环境荷载的循环,以模拟现实的自然环境条件.该环境条件模拟了美国中部地区20年的典型气候条件.共砌筑了7片配筋混凝土砌块砌体墙片试件,其中一片的原材料、几何参数与其它试件完全相同,但未进行加固处理的墙片试件作为参照组试件.上述墙片试件内布有低碳钢、配筋率(ρ)相同.本文将研究对象分为两组,每组有三个试件,采用NSM技术,分别使用碳纤维筋(CFRP)、玻璃纤维增强材料(GFRP)筋和碳纤维织物片(CFRP)对三个试件进行加固处理.第一组试件经过至少28天的实验室养护后进行力学试验,另一组则进行为期72天模拟自然环境条件的养护后,再进行试验.墙片试件成型养护后,需要承受加载速率为1.27mm/min的四点循环加载,以测试其抗弯承载力.试验结果可知,对比用CFRP筋和GFRP筋加固的墙片试件,用CFRP筋加固墙片受养护条件影响更大.加固后的配筋混凝土砌块砌体墙片的破坏形态包括两种,分别是混凝土砌块受剪破坏和FRP加固材料从砌体表面的剥离破坏.