FRP加固鋼筋混凝土受扭構(gòu)件的試驗(yàn)研究與理論分析.pdf

1、隨著建筑物結(jié)構(gòu)加固與改造工程的日益增多,具有不同受力形式的結(jié)構(gòu)構(gòu)件的加固性能及其設(shè)計(jì)計(jì)算方急需進(jìn)行研究,其中受扭加固構(gòu)件因其受力形式的復(fù)雜至今仍缺乏深入的研究.采用高性能纖維增強(qiáng)復(fù)合材料FRP(Fiber Reinforced Polymer)片材加固鋼筋混凝土構(gòu)件是一種新興的加固技術(shù).為此,該文進(jìn)行了用碳纖維復(fù)合材料CFRP(Carbon FRP)和芳綸纖維復(fù)合材料(Aramid FRP)片材加固鋼筋混凝土受扭構(gòu)件試驗(yàn)研究,并在此基礎(chǔ)

2、上較為深入地研究了這種FRP加固受扭構(gòu)件的受力性能、破壞機(jī)理和承載力計(jì)算方法.該次試驗(yàn)采用外貼CFRP或AFRP布條加固矩形截面和T形截面混凝土受扭構(gòu)件,共12個試件.從開裂扭矩、極限扭矩、扭轉(zhuǎn)變形和破壞形態(tài)等幾個方面研究了這種加固受扭構(gòu)件的受力性能和破壞機(jī)理,并分析了加固用FRP條帶的粘貼方式和用量對構(gòu)件加固效果的影響.試驗(yàn)表明,FRP加固受扭構(gòu)件破壞時FRP條帶能達(dá)到的應(yīng)變比其材料限拉應(yīng)變要小許多,主要原因是FRP條帶的破壞主要是由

3、扭轉(zhuǎn)變形和斜裂縫兩邊混凝土相互錯動引起,是一個從局部破壞到整體破壞的過程.在試驗(yàn)研究的基礎(chǔ)上,應(yīng)用考慮混凝土軟化的斜壓力場空間桁架理論,提出了FRP條帶加固鋼筋混凝土受扭構(gòu)件的計(jì)算模型,推導(dǎo)了加固受扭構(gòu)件計(jì)算扭矩的靜力平衡方程以及計(jì)算扭轉(zhuǎn)角的變形協(xié)調(diào)方程,提出了FRP條帶有效應(yīng)力的計(jì)算公式和FRP條帶加固受扭構(gòu)件的極限承載力計(jì)算公式.考慮鋼筋、混凝土和FRP條帶的非線性應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系,編制了FRP條帶加固鋼筋混凝土受扭構(gòu)件的受力全過程分析

4、程序.為了便于工程實(shí)際應(yīng)用,在現(xiàn)行混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范中受扭構(gòu)件承載力計(jì)算公式的基礎(chǔ)上提出了適用于矩形或T形截面FRP加固受扭構(gòu)件的修正公式以及FRP條帶加固鋼筋混凝土受扭構(gòu)件的設(shè)計(jì)和施工建議.為了保證外貼FRP條帶加固鋼筋混凝土受扭構(gòu)件延性的要求,應(yīng)合理控制FRP條帶的加固量,使加因后的構(gòu)件縱筋和箍筋均能達(dá)到屈服,且構(gòu)件破壞前有一定預(yù)兆,破壞時呈現(xiàn)延性特征.該文在規(guī)范對鋼筋混凝土受扭構(gòu)件配筋規(guī)定的基礎(chǔ)上,提出了FRP加固鋼筋混凝土受扭構(gòu)