抗剪加固FRP与混凝土界面粘结性能的试验研究

来源 :广东工业大学 | 被引量 : 1次 | 上传用户:zhengyicai2010
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纤维增强复合材料(F iber Reinforce Polymer,简称FRP)具有强度高、材质轻及耐腐蚀的优点,已经被广泛应用于各种土木工程结构加固中。外贴FRP抗剪加固钢筋混凝土结构是FRP应用于结构加固的一个重要方面。FRP的剥离破坏是FRP抗剪加固混凝土梁中常见的一种破坏模态。现有抗剪强度模型及规范公式中,一般直接将基于FRP与混凝土搭接接头试验(单剪试验或双剪试验)得到的粘结强度模型用于分析FRP剥离破坏时的FRP抗剪贡献,而抗剪加固混凝土梁中的FRP与混凝土界面的受力状况与搭接接头试验中的FRP与混凝土界面的受力状况有明显的不同,因此直接基于搭接接头试验数据得到的抗剪强度模型,可能会高估FRP的抗剪贡献,甚至导致不安全的后果。针对这一研究背景,本研究采用一种新的小梁试验方法,通过侧面粘贴FRP于预置裂缝小梁来进一步研究抗剪加固混凝土梁中FRP与混凝土界面的粘结性能,分析一系列因素对FRP与混凝土界面粘结性能的影响。本文的研究内容主要包括以下两部分:(1)设计了20根小梁,通过四点弯曲试验来定量研究FRP粘结长度、条带宽度及纤维受拉角度(FRP纤维方向与裂缝张开方向的角度)对抗剪加固中FRP与混凝土界面粘结性能的影响。试验结果表明:(a)所有小梁的破坏模态均为FRP的剥离破坏,说明本试验方法可以用来对FRP与混凝土的界面粘结性能进行试验研究;(b)FRP粘结长度、条带宽度及纤维受拉角度对FRP与混凝土的界面粘结性能有明显的影响;(c)沿着FRP宽度方向的受力是不均匀的,相应应变分布也是不均匀的,且是非线性的,这主要是由于裂缝的不均匀开展导致了FRP在裂缝开展较大的一边先剥离。(2)采用粒子图像测速(Particle Image Velocimetry,简称PIV)技术方法,对4根小梁进一步研究了抗剪加固中FRP与混凝土的界面粘结性能。试验结果表明:(a)PIV技术的图像数字化可以应用于本试验FRP与混凝土界面粘结性能研究中;(b)由输出的界面剪应力分布可知,随着荷载增加,界面最大剪应力从FRP长度方向中线处向两自由端发展,且沿宽度方向,界面剪应力分布是不均匀的。
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