界面处理对CFRP加固钢筋混凝土梁承载力的影响

界面处理对CFRP加固钢筋混凝土梁承载力的影响

论文摘要

近年来,纤维增强聚合物(Fiber Reinforced Polymer) FRP因为其质轻、耐腐蚀、施工方便、强度高等优点在混凝土结构加固方面得到广泛的应用。传统的方法是用结构胶将FRP外贴在被加固结构的表面来提高被加固结构的承载力。但这种加固方式很容易发生FRP剥离,导致FRP的利用率低,并且FRP的粘贴层数受到很大限制,所以加固效果不理想。FRP与混凝土的粘结性能与FRP-混凝土界面间的处理有很大的关系,为了让FRP的加固效果更好,一些专家学者提出了新的加固方式,如端部锚固法、机械锚固法、表面内嵌法、复合锚固法等;新的界面处理方式,如砂轮打磨处理法、机械喷砂处理法、高压水枪喷射处理法、手工凿毛处理法等。复合锚固法虽然明显提高承载力。然而,在加固中界面处理对FRP加固梁的极限弯矩会有多大的消极影响,目前尚未有明确的实验证明。本文通过五组对比梁,利用梁的跨度不同和配筋率两个不同参数来研究界面凿毛处理对CFRP加固钢筋混凝土梁承载力的影响;通过实验和理论分析来解释界面凿毛处理对CFRP加固钢筋混凝土梁承载力产生不利影响的原因;提出一种新的加固方法—钢板-FRP复合加固方法,并通过试验和理论分析得出这一加固法的优点,结果表明混凝土界面凿毛后的FRP加固梁的极限弯矩要低于砂轮打磨梁的极限弯矩,并且随着梁跨度的增加,砂轮打磨梁与凿毛梁的极限弯矩差值增大;随着配筋率的增加,砂轮打磨与凿毛梁的极限弯矩差值减小。

论文目录

  • 摘要
  • Abstract
  • 1 绪论
  • 1.1 研究背景
  • 1.2 FRP加固研究现状
  • 1.3 碳纤维材料
  • 1.3.1 碳纤维材料性能
  • 1.3.2 FRP材料成型工艺
  • 1.4 FRP加固钢筋混凝土梁方法
  • 1.4.1 传统混凝土结构加固法
  • 1.4.2 外贴FRP加固法
  • 1.4.3 机械锚固法
  • 1.4.4 复合锚固法
  • 1.4.5 钢板-FRP复合加固方法
  • 1.5 碳纤维加固梁抗弯性能研究
  • 1.6 FRP与混凝土界面的粘结强度
  • 1.7 界面处理对加固梁承载力的影响
  • 1.8 本文的主要研究
  • 2 试验研究
  • 2.1 试验目的和内容
  • 2.2 试验设计
  • 2.2.1 试件设计
  • 2.2.2 实验材料
  • 2.2.3 试验梁的加固方案
  • 2.2.4 施工工艺
  • 2.3 试验装置
  • 3 试验结果
  • 3.1 试验结果汇总
  • 3.2 试验梁破坏过程和破坏形态描述
  • 4 结果分析
  • 4.1 FRP加固梁承载力计算值
  • 4.2 结果分析
  • 4.2.1 凿毛对FRP加固梁极限弯矩的影响
  • 4.2.2 跨度对FRP加固梁极限弯矩的影响
  • 4.2.3 配筋率对极限弯矩的影响
  • 4.2.4 应力分布
  • 4.2.5 界面处理对复合锚固梁裂缝的影响
  • 4.2.6 界面处理对复合锚固梁挠度的影响
  • 4.3 钢板-FRP复合加固法试验分析
  • 4.3.1 梁挠度的影响
  • 4.3.2 弯矩-跨中挠度曲线
  • 4.3.3 应力分布
  • 5 结论与展望
  • 5.1 结论
  • 5.2 展望
  • 参考文献
  • 攻读硕士学位期间取得的学术成果
  • 致谢
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