FRP與磚界面行為及其應(yīng)用研究.pdf

1、纖維增強(qiáng)復(fù)合材料(Fiber Reinforced Polymer/Plastic,簡(jiǎn)稱FRP)與磚的界面粘結(jié)是保證兩者共同工作的基礎(chǔ)。由于FRP復(fù)合材料強(qiáng)度很高，因此在用FRP加固砌體結(jié)構(gòu)的抗剪試驗(yàn)中，往往不是由于FRP的抗拉強(qiáng)度不足導(dǎo)致試件破壞，而是由于FRP與砌體界面強(qiáng)度不足出現(xiàn)(局部)剝離而導(dǎo)致試件破壞，而后者是我們所不希望出現(xiàn)的。因此有必要對(duì)FRP與砌體的界面問(wèn)題進(jìn)行研究。 本文通過(guò)大量的FRP與磚界面粘結(jié)性能單剪試驗(yàn)

2、研究，對(duì)FRP與磚界面的粘結(jié)剝離行為進(jìn)行了理論分析，提出了FRP與磚界面粘結(jié)-滑移模型；建立了FRP與磚界面剝離模型，基于此剝離模型提出了FRP加固砌體結(jié)構(gòu)的抗剪承載力計(jì)算公式。主要研究工作及成果如下： 1.進(jìn)行FRP與磚界面粘結(jié)性能試驗(yàn)，分析了FRP種類、粘貼長(zhǎng)度、粘結(jié)寬度及層數(shù)、不同粘結(jié)樹(shù)脂、磚抗壓強(qiáng)度等參數(shù)對(duì)界面粘結(jié)性能影響。試驗(yàn)表明FRP與磚之間存在一個(gè)有效粘貼長(zhǎng)度，當(dāng)實(shí)際的FRP粘貼長(zhǎng)度大于此長(zhǎng)度時(shí)，極限荷載變化不大，

3、并對(duì)影響FRP有效粘結(jié)長(zhǎng)度的因素進(jìn)行分析。 2.用FRP上實(shí)測(cè)應(yīng)變數(shù)據(jù)分析計(jì)算界面局部粘結(jié)剪應(yīng)力及局部粘結(jié)滑移，得到界面粘結(jié)-滑移曲線，提出了最大粘結(jié)剪應(yīng)力計(jì)算公式，與試驗(yàn)值對(duì)比吻合較好。 3.對(duì)界面粘結(jié)-滑移曲線進(jìn)行分析，提出了分段界面粘結(jié)-滑移模型及全曲線界面粘結(jié)-滑移模型，其中分段模型在粘結(jié)應(yīng)力達(dá)到最大處沒(méi)有考慮塑性影響，而全曲線模型考慮塑性段影響，兩種模型曲線與試驗(yàn)曲線吻合較好。 4.對(duì)FRP與磚界面剝離

4、過(guò)程進(jìn)行分析，建立了FRP與磚界面剝離模型。FRP與磚界面剝離破壞分為彈性階段、彈性-塑性階段、彈性-塑性-剝離階段和塑性-剝離四個(gè)階段進(jìn)行。采用本文提出的界面粘結(jié)-滑移模型對(duì)界面的粘結(jié)剪應(yīng)力、滑移、及正應(yīng)力進(jìn)行推導(dǎo)，得到了其解析解。理論闡明了有效粘結(jié)長(zhǎng)度的概念，并基于本文的界面粘結(jié)-滑移模型得到其解析解。對(duì)理論推導(dǎo)出的界面剝離模型與試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析對(duì)比，表明本文建立的界面剝離模型可以很好地再現(xiàn)剝離破壞整個(gè)過(guò)程。 5.在界面剝離