玻璃纖維(GFRP)片材加固混凝土框架結構的性能研究.pdf

1、新江大學申請博士學位論文玻璃纖維(GI璀P)片材加固混凝土框架結構的性能研究歐陽煜20003摘要纖維增強塑料(FiberReinforcedPlastic，簡稱FRP)加固混凝土結構，是近年來出現(xiàn)的一種結構加固新方法。由于具有耐腐蝕、施工簡便快捷、幾乎不改交構件原有的尺寸等特點，這一加固方法已得到廣泛的應用，具有良好的經(jīng)濟效益。／～／在前人研究的基礎上，通過大量的玻璃纖維(GFRP)片材加固鋼筋混凝土粱、鞋和節(jié)點的試驗研究，探討了加固試

2、件的加固效果、破壞機理和理論分析方法。本文的研究得到福建省科委重點課題(編號：98Z35)、福建省建委課題(編號：JK9910)的大力資助。本文的主要內容歸納如下：一、進行了6根GFR_P片材抗彎加固混凝土粱的試驗研究。本文提出加固梁截面彎矩和曲率的分析模型，計算結果和試驗數(shù)據(jù)吻合較好。對GFRP片材厚度、剛度、強度、混凝土強度等級和配筋率等設計變量進行了參數(shù)分析，并對不同情況下的彎矩一曲率曲線進行了比較。結果表明，GFRP片材有效地提

3、高了梁的剛度和彎曲強度。該加固方法對于低配筋率混凝土梁特別有效。二、試驗表明，抗彎加固梁可能在GFRP片材端部保護層混凝土發(fā)生局部破壞，這種破壞是由GFRP片材端部應力集中引起的。本文在線彈性理論的基礎上，提出了采用GFRP片材抗彎加固混凝土梁在任意線性荷載作用下，片材端部錨固剪應力和剝離正應力的計算公式，本文公式計算結果和有限元分析結果及試驗數(shù)據(jù)基本吻合。參數(shù)分析表明，錨固剪應力和剝離正應力不但和GFRP片材的厚度、彈性模量、片材長度

4、等因素有關，而且和粘膠層的厚度、彈性模量有關。本文公式可用于計算片材端部的最大錨固剪應力和最大剝離正應力，防止局部粘結破壞。三、進行了15根C嗣寸片材抗剪加固混凝土梁的試驗研究，探討了不同加固方式和剪跨比對抗剪承載力的影響。試驗結果表明，GFRP片材的受力機理和箍筋相同，粱抗剪承載力取決于(嗣世片材的有效應變。根據(jù)試驗結果提出了GFRP片材有效應變的計算公式，并依據(jù)現(xiàn)行規(guī)范的計算模型，提出了GFRP片材加固梁抗剪承載力計算公式。四、進行

5、了20根GFRP片材加固混凝土方柱的軸壓性能試驗研究，探討了不同加固方式、加固率、混凝土強度等級等因素對軸壓承載力的影響。試驗結果表明，GFRP片材可以有效地提高混凝土方柱的強度和延性，GFRP片材的側限約束作用隨片材厚度的增加而降低。本文提出一個劃分柱截面有效約束區(qū)和非有效約束區(qū)的方法。根據(jù)試驗結果，提出了GFRP片材約束混凝土的應力一應變關系。計算結果和試驗數(shù)據(jù)基本吻合。浙江大學申請博士學位論文玻璃纖維(GFRP)片材加固混凝土框架

6、結構的性能研究歐陽煜20003ABSTRACTStrengtheningConcretestructurewi血FiberReinforeedPlastic(FRP)iSaNewSwacturalrepairmethodinrecentyeaLThiSmethodhasbeenfoundtobeeconomicalandefficienttOapplybecauseofitsresistancetoeleclrochemicaleros

7、ion，lowmanpowerdemandforapplicationandminimalchangesingeometricaldimensionsofthememberBasedonthepredecessors’WOrkmiSpaperinvestigatesstrengtheningeffect，failuremechanismandtheoryanalysisbylargequantifiesexperimentsofrein

8、forcedconcretebeams，columnsandbeamcolumnjointsstrengthened啊ththeGlassFiberReinforcedPlastic(GFRPlsheetThefinancialsupportisprovidedbytheFujianScienceCommittee(GrantNo98z35)andtheFujianConstructionCommittee(CrramNoJK一9910

9、、ThefollowingalesBruruari7eSofexperimentalstudyandtheoreticalanalysis：1SixreinforcedconcretebeamsexternallybondedbytheGFRPsheetaretestedforflexuralstrengtheningAnanalyticalmodelispresentedtopredictthestressesanddeformati

10、onsinconcretebearnsectionandtheresultsagreewellwiththeexperimentalresultsAparametricstudyiSconductedtoinvestigatet11eefrectsofdesignvariablessuchasthickness，stifineSSandstrengthoftheGFRPsheet，concretecompressivestrengtha

11、ndsteelreinforcementratio111emomentversLlscurvaturediagramsforvariouscombinationsofthesevariablesareplottedandcomparedTheresultsindicatethatbondingGFRPsheettoaconcretebeanlcanincreesethestiffaxessandflexuralslxengthofthe

12、beamnlemethodisparticularlyeffecliveforbeams、vitharelativelylowsteelreinforcementratio2ExperimentshaveindicatedlOCalfaihtreoftheconcretelayerbetweentheGFRPsheetandlongitudinalreinforcementinretrofittedbeamsTbjSmodeoffail

13、ureiScallsedbylocalstressconcentrationatthesheetendBasedonthelinearelastictheoryamethodhasbeendevelopedtocalculate也ebondingshearstressandthepeelingnormalstlessofareinforcementbeamwithastrengtheningsheetandloadedwithanarb

14、itrarylineardistributedloadTheresultsagreewellwi血the丘niteelementmethodandtheexperimentalresultsTheparametricstudyshowsthatthebondingshearslressandthepeelingnormalstressareinfluencednotonlybythethickness，theelasticmodulUS

15、andthelengthoftheGFRPsheet，butalsobythethicknessandtheelasticroodulUSoftheadhesivenliSmethodcanbeusedtocheckthemaximumbondingshearstressandthemaximumpeelingnormalstIeSSlittheendoftheGFRPsheetandtopreventthelocalbondingfa

16、ilure3FifteenreinforcedconcretebeamsexternallybondedbytheOFRPsheetaretestedforshearstrengtheningTestvariablesincludeGFRPstrengtheningmethodandshearspandepthratioTheexperimentresultsshowthatthecontributionofGFRPsheettoshe