玄武岩纤维网-ECC复合材料加固RC梁抗弯性能研究

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大量桥梁、房屋服役时间较长,性能逐渐退化,因此急需对桥梁、房屋进行加固处理。超高韧性水泥基材料ECC(Engineered Cementitious Composite)与玄武岩纤维网在实际工程均表现出优异的加固效果。提出使用玄武岩纤维网与ECC复合材料加固钢筋混凝土梁。主要进行如下工作:(1)通过抗压与拉伸试验确定试验梁所需混凝土、ECC、玄武岩纤维网以及钢筋的材料性能。研究结果表明,材料性能达到工作需求。(2)设计8根梁,1根为未做加固的对比梁,其余7根使用玄武岩纤维网与ECC复合材料进行加固。探讨了不同界面处理方式,包括加固层与混凝土层光滑处理、凿毛处理、环氧胶粘结处理以及端部植筋处理。选用了两种不同规格的玄武岩纤维网进行加固。研究表明光滑处理与端部植筋处理,界面出现了不同程度的剥离现象,加固效果较差。而凿毛与环氧胶处理方式界面粘结较好,在开裂阶段、屈服阶段、极限阶段承载力比未加固梁分别提高64.7%~78.5%、10.3%~18.5%、4.3%~10.9%。且加固梁的延性有着明显地提升。(3)基于ABAQUS软件进一步分析不同玄武岩纤维网层数对钢筋混凝土梁的加固效果。结果表明,随纤维网层数增加,加固梁承载力逐渐增加。其中增幅最大的加固梁在开裂阶段、屈服阶段、极限阶段比未加固梁分别提高76.0%、46.9%、41.7%。(4)对玄武岩纤维网-ECC复合材料加固梁进行抗弯承载力计算。分别提出了开裂阶段、屈服阶段、极限阶段的承载力公式。参考相关学者研究,对界面剥离时极限承载力进行修正。计算结果与试验结果吻合较好,有一定的预测性。
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