GFRP加固砌体墙力学性能研究

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砌体是一种古老的建筑材料,至今仍然应用于很多的房屋建筑中。另一方面,由于历史的原因,依然存在着大量的无筋砌体结构,抗拉强度低、承载力不足等问题使得对砌体结构,尤其是无筋砌体结构进行加固变得越发地迫切。近年在土木工程领域中兴起的新材料FRP(纤维增强塑料)以其高的强度质量比、施工便捷等优点为砌体结构加固开辟了新的途径,具有广阔的发展前景。本文围绕GFRP加固的砌体墙的平面外受弯、平面内荷载作用下的有限元模型以及GFRP与砖砌体粘结等有关力学性能的几个问题,开展了以下研究: 1.对表面粘贴GFRP加固的砖砌体试件进行了平面外四点弯曲试验。试件设计成两组,其中一组沿齿缝弯曲,另一组沿通缝弯曲。观察了试件的破坏过程,总结了三种典型的破坏形态,研究了GFRP对试件受弯承载力以及变形的影响;并与未加固试件进行了对比。 2.在试验的基础上,做出适当的假定,应用适合我国砌体材料的受压本构关系,推导了加固试件的平面外受弯承载力计算公式; 3.根据双面剪切粘结试验的结果,研究了砖砌体与GFRP粘结界面上剪切粘结应力的分布以及局部粘结应力—滑移关系,提出了局部粘结应力—滑移关系的理论模型;根据GFRP加固的砖砌体试件受弯试验结果,研究了不同荷载下GFRP的应变分布以及粘结界面剪切粘结应力的分布; 4.以无筋砌体的分离式模型为基础,利用四节点平面单元模拟块体,联结单元模拟砂浆灰缝,膜单元模拟FRP,建立了平面内荷载作用下的FRP加固砌体墙的有限元模型,并应用模型对三个典型试件进行了计算。
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