FRP加固混凝土梁跨中保护层剥离应力的测试方法研究

论文摘要

用纤维复合材料(FRP)对钢筋混凝土梁进行抗弯加固时，梁端和跨中均可能发生保护层剥离破坏。剥离破坏使加固梁的承载力和延性大幅降低，故对剥离破坏进行研究，已成为国内外的热点问题。由于问题的复杂性，以前人们只对梁端的剥离进行过实验研究，本文则尝试提出简单且接近实际的实验方法，测试跨中保护层的剥离应力。在综述既有钢筋与混凝土的粘结、FRP与混凝土粘结的实验研究方法和FRP与混凝土剥离应力计算方法的基础上，提出模拟梁跨中FRP与混凝土粘结的小试件实验新思路：取混凝土梁跨中两裂缝间的“梁段”作为实验研究对象。采用由浅入深的策略，逐步接近模拟“梁段”的实际受力状态，分别进行了FRP与混凝土粘结、FRP与钢筋混凝土粘结(但钢筋不加载)、FRP与钢筋混凝土粘结(FRP与钢筋分部加载)三种类型，共五次粘结实验研究。为实现钢筋与FRP分部加载，设计并制作了专用实验装置，经较细致的探索和实验研究，表明该实验方法既较接近实际，又可使实验研究大为简化，便于进行大量的实验研究。最后，结合各实验的结论以及实验过程中所遇到的问题，提出今后实验研究的建议与展望。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 目录
• 第1章 绪论
• 1.1 研究背景及国内外研究现状
• 1.1.1 课题研究背景
• 1.1.2 FRP加固混凝土梁抗弯分析
• 1.1.3 FRP加固混凝土梁剥离问题
• 1.1.4 本课题的研究意义
• 1.2 课题前期工作及本文主要工作
• 1.2.1 课题前期工作
• 1.2.2 研究目标与内容
• 1.2.3 技术路线
• 第2章 新实验思路的提出
• 2.1 FRP加固混凝土梁中部的剥离破坏模式
• 2.2 既有剥离问题的实验研究方法
• 2.2.1 钢筋与混凝土粘结
• 2.2.2 FRP与混凝土粘结
• 2.3 FRP与混凝土剥离应力计算方法
• 2.3.1 既有计算方法的特点和问题
• 2.3.2 新计算模型和方法的提出
• 2.4 FRP与混凝土粘结实验新思路
• 第3章 模拟梁跨中FRP与混凝土粘结的实验方法之一（不考虑钢筋影响情况）
• 3.1 实验简介
• 3.2 CFRP性能测试实验
• 3.2.1 材料选择
• 3.2.2 试件制备
• 3.2.3 端头加强处理
• 3.2.4 测试与结果
• 3.3 第1次探索性实验
• 3.3.1 材料选择与试件制备
• 3.3.2 测试与结果
• 3.3.3 试件破坏情况及存在问题
• 3.3.4 结果与讨论
• 3.4 第2次探索性实验
• 3.4.1 实验1中问题的解决方法
• 3.4.2 试件制备
• 3.4.3 测试与结果
• 3.4.4 试件破坏过程
• 3.4.5 结果与讨论
• 第4章 模拟梁跨中FRP与混凝土粘结的实验方法之二（钢筋不加载情况）
• 4.1 实验简介
• 4.2 试件设计
• 4.2.1 材料选择
• 4.2.2 试件制备
• 4.3 测试与结果
• 4.4 试件破坏过程
• 4.5 结果与讨论
• 第5章 模拟梁跨中FRP与混凝土粘结的实验方法之三（FRP与钢筋分部加载情况）
• 5.1 实验简介
• 5.2 加载方法设计
• 5.2.1 “梁段”试件设计
• 5.2.2 钢筋加载装置设计
• 5.2.3 FRP加载方法
• 5.3 第1次探索性实验
• 5.3.1 材料选择
• 5.3.2 钢筋拉力-应变对应关系测定
• 5.3.3 试件制备
• 5.3.4 CFRP表面应变片粘贴方式
• 5.3.5 测试与数据采集
• 5.3.6 试件破坏过程及应变分布
• 5.3.7 结果与讨论
• 5.4 第2次探索性实验
• 5.4.1 试件制备
• 5.4.2 CFRP表面应变片粘贴方式
• 5.4.3 测试与数据采集
• 5.4.4 试件破坏过程
• 5.4.5 梁段两端发生斜角破坏的荷载
• 5.4.6 CFRP应变分析
• 5.4.7 结果与讨论
• 第6章 总结与展望
• 6.1 主要结果
• 6.1.1 新实验思路的提出
• 6.1.2 FRP与混凝土粘结实验
• 6.1.3 FRP与钢筋混凝土粘结（但钢筋不加载）实验
• 6.1.4 FRP与钢筋混凝土粘结（FRP与钢筋分部加载）实验
• 6.2 实验中要注意的问题
• 6.3 展望
• 参考文献
• 附录: 论文发表情况
• 致谢