BFRP-混凝土結(jié)構(gòu)理論與試驗(yàn)研究.pdf

1、對(duì)BFRP-混凝土結(jié)構(gòu)進(jìn)行了比較系統(tǒng)的試驗(yàn)研究與理論分析,主要內(nèi)容有三個(gè)方面,BFRP筋增強(qiáng)混凝土梁的試驗(yàn)研究;粘貼BFRP布、CFRP布加固RC柱的對(duì)比試驗(yàn)研究;粘貼BFRP布加固雙曲拱橋提載試驗(yàn)研究,其中粘貼BFRP布加固RC柱試驗(yàn)研究和粘貼BFRP布加固雙曲拱橋提載試驗(yàn)研究,在國(guó)內(nèi)外都是首次提出。通過8根直徑為9、11、16和19mmBFRP筋試件的拉伸試驗(yàn),得到BFRP筋增強(qiáng)混凝土梁筋材的拉力-變形曲線關(guān)系,抗拉強(qiáng)度和彈性模量等

2、;制作了12根混凝土簡(jiǎn)支梁,在鋼筋和BFRP筋配筋率不同的情況下,進(jìn)行三分點(diǎn)靜力加載直至破壞;制作21根RC圓柱,其中9根BFRP、9根CFRP包裹RC圓柱,3根未進(jìn)行任何加固的RC短柱,進(jìn)行軸心抗壓對(duì)比試驗(yàn)研究;根據(jù)BFRP筋的力學(xué)特性,結(jié)合鋼筋混凝土受彎構(gòu)件的基本理論,對(duì)BFRP加筋混凝土簡(jiǎn)支梁抗彎性能進(jìn)行有限元分析;在試驗(yàn)研究和理論分析基礎(chǔ)上,以現(xiàn)役敖漢危舊雙曲拱橋?yàn)槔?對(duì)該橋采用粘貼BFRP布加固后的靜動(dòng)力特性進(jìn)行研究。本文研究

3、工作可以歸結(jié)為以下五部分:(1)驗(yàn)證了BFRP筋拉力-變形曲線關(guān)系近似成直線關(guān)系,抗拉強(qiáng)度隨著直徑增加而增加,BFRP筋材彈性模量低的特點(diǎn);并根據(jù)BFRP筋抗拉彈性模量低的缺點(diǎn),建議研制高抗拉彈性模量BFRP筋的方法。(2)根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果建議制造出更好的非剝離BFRP筋;由于BFRP筋的彈性模量小,為避免過早出現(xiàn)較大變形,建議研制預(yù)應(yīng)力BFRP筋增強(qiáng)混凝土梁,以便充分利用BFRP筋抗拉強(qiáng)度高的優(yōu)點(diǎn)。(3)粘貼BFRP布加固RC柱的承載力提

4、高46.2％~61.7%,粘貼CFRP布加固RC柱承載力提高42.3%~68%,相比之下粘貼CFRP布比粘貼BFRP布后RC柱的承載力提高稍大,但差別不大;粘貼1、2、3層纖維布時(shí),加固RC柱位移延性系數(shù)提高幅度分別為1.15、1.98和2.96,可見纖維布粘貼層數(shù)越多位移延性系數(shù)提高幅度越大;但是研究表明,隨著纖維布層數(shù)的增加,位移延性系數(shù)增長(zhǎng)的速度變緩,表明纖維布的使用效率降低,經(jīng)濟(jì)粘貼層數(shù)為3層;本文基于FRP布約束機(jī)理和普通RC

5、柱承載力計(jì)算公式提出粘貼BFRP布加固RC柱的承載力計(jì)算公式,計(jì)算結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果基本吻合。(4)對(duì)BFRP加筋混凝土簡(jiǎn)支梁抗彎性能進(jìn)行有限元分析,BFRP加筋混凝土梁荷載-撓度實(shí)測(cè)與模擬曲線整體走勢(shì)基本相同;相同荷載時(shí)模擬撓度值普遍比實(shí)測(cè)值大,輸入的各項(xiàng)參數(shù)均為規(guī)范值,說明規(guī)范中所給值略為保守;BFRP加筋混凝土梁N2N1值為1.17、1.16、1.12,根據(jù)結(jié)果建議制造出更好的非剝離BFRP筋,使之與混凝土之間有足夠的粘結(jié)強(qiáng)度。(5)