FRP加固鋼筋混凝土受扭構件的試驗研究與理論分析.pdf

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

2、上較為深入地研究了這種FRP加固受扭構件的受力性能、破壞機理和承載力計算方法.該次試驗采用外貼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件的受力性能和破壞機理,并分析了加固用FRP條帶的粘貼方式和用量對構件加固效果的影響.試驗表明,FRP加固受扭構件破壞時FRP條帶能達到的應變比其材料限拉應變要小許多,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.在試驗研究的基礎上,應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件的計算模型,推導了加固受扭構件計算扭矩的靜力平衡方程以及計算扭轉(zhuǎn)角的變形協(xié)調(diào)方程,提出了FRP條帶有效應力的計算公式和FRP條帶加固受扭構件的極限承載力計算公式.考慮鋼筋、混凝土和FRP條帶的非線性應力應變關系,編制了FRP條帶加固鋼筋混凝土受扭構件的受力全過程分析

4、程序.為了便于工程實際應用,在現(xiàn)行混凝土結(jié)構設計規(guī)范中受扭構件承載力計算公式的基礎上提出了適用于矩形或T形截面FRP加固受扭構件的修正公式以及FRP條帶加固鋼筋混凝土受扭構件的設計和施工建議.為了保證外貼FRP條帶加固鋼筋混凝土受扭構件延性的要求,應合理控制FRP條帶的加固量,使加因后的構件縱筋和箍筋均能達到屈服,且構件破壞前有一定預兆,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件配筋規(guī)定的基礎上,提出了FRP加固鋼筋混凝土受扭構