锚固方法对FRP抗弯加固梁的力学性能影响研究

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由于环境侵蚀、设计缺陷或使用荷载增加等原因,致使部分现役桥梁出现结构或功能缺陷,继而无法满足当前使用功能需求。因成本低、工期短,对缺陷桥梁进行加固成为上述问题的一个解决方法。近年来,纤维增强复合材料(Fiber Reinforced Polymer/Plastic,简称FRP)因其具有强度高、质量轻、耐腐蚀性好等优点已经被众多国家应用于混凝土结构、钢结构及其它结构的加固领域中。相较于传统加固法,如增大截面法、外包钢法、改变结构体系法、体外预应力法等,FRP加固法具有施工周期短、不需大型机械、几乎不增加原结构体积与重量等一系列优点。但该方法仍然存在例如易发生早期剥离的缺陷,锚固是解决此问题的有效技术手段。附加锚固措施能够有效提高FRP-混凝土界面间的粘结强度,推迟或者阻止FRP布材的早期剥离破坏;改善加固结构受力特性,提高加固结构的承载力、刚度、延性等力学性能。因此锚固方法对FRP加固法应用到实际工程具有重要意义。本文设计了钢板压条锚固、FRP-U形箍锚固及混杂锚固三种锚固方法对钢筋混凝土简支梁进行加固,并与对比梁作比较,通过抗弯试验,分析并解释了 FRP外贴法加固梁与未加固梁在承载力、跨中挠度、破坏模式等方面的差异;分析并对比了锚固对梁抗弯加固的力学性能影响。试验结果表明:相较于未加固梁,FRP外贴法能够有效提高梁的极限承载力及刚度;相较于传统FRP加固法,锚固加固法能显著提高梁的极限承载力、整体刚度、延性及FRP强度利用率,更为有效的发挥FRP作用;通过三种锚固方法的综合比较,FRP-U形箍锚固方法更为简单有效。另外,参考已有的FRP外贴加固法的粘结强度模型和极限承载力的设计公式,提出适用于端部FRP-U形箍加固梁的设计公式。
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