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近年来,纤维复合材料(FRP)作为一种新型的钢筋混凝土结构补强加固材料在我国逐渐兴起。FRP具有重量轻、强度高、易于施工、耐腐蚀性好等优点。FRP在国外已经被广泛地应用在土木工程中,随着FRP材料的广泛应用,对FRP加固混凝土构件的研究也越来越重要。国内外学者对FRP加固混凝土梁的整体性能及其耐久性都做了大量的试验和理论研究,但是FRP大多集中在CFRP及GFRP等FRP上,而对性价比良好的玄武岩纤维布(BFRP)加固混凝土结构的试验研究却很少。基于此,本文在试验研究的基础上对玄武岩纤维布加固钢筋混凝土梁的抗弯性能进行了分析。
本文的研究工作是在国家2005年度攻关计划(国际合作项目,编号2005DFBA0002)和国家科技支撑计划项目(编号2006BAJ03B07)的资助下进行的。主要进行了以下的研究工作:
1)对9根玄武岩纤维布加固钢筋混凝土梁和1根未加固的混凝土对比梁的抗弯承载能力进行了试验研究,试验结果表明,与未加固梁相比,经玄武岩纤维布加固后的钢筋混凝土梁的承载力明显提高,提高幅度比碳纤维布加固梁小,但满足结构加固规范要求。同时分析了在不同加载历程下BRFP加固钢筋混凝土梁的挠度、裂缝等性能。
2)对玄武岩纤维布加固钢筋混凝土梁的试验结果进行了理论分析。根据不同的破坏模式总结出了不同的极限状态计算公式,提出了最大最小纤维布的使用面积。同时,在抗弯承载力分析基础上对影响抗弯承载力的因素进行了分析。
3)本文分析了玄武岩纤维布加固钢筋混凝土梁产生剥离的原因,并通过4片锚固梁的试验,分析了梁的破坏形态,探讨了U型箍的不同间距对玄武岩纤维布加固梁抗剥离效果的影响。
4)本文除了对玄武岩纤维布和碳纤维加固钢筋混凝土梁的正截面承载力做了简单比较之外,在性价比方面也对玄武岩纤维布和碳纤维做了分析,为玄武岩纤维代替碳纤维提供了理论参考。