考虑二次受力影响的表面内嵌FRP筋加固混凝土梁抗弯性能研究

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1、分类号：学校代码：10153UDC：密级：公开硕士学位论文考虑二次受力影响的表面内嵌FRP筋加固混凝土梁抗弯性能研究作者姓名：裴家威入学年份：2013年9月指导教师：张海霞副教授学科专业：结构工程申请学位：工学硕士所在单位：土木工程学院论文提交日期：2015年11月论文答辩日期：2015年12月学位授予日起：2016年1月答辩委员会主席：梁力答辩委员会组成：梁力李帼昌许伟王占飞隋伟宁论文评阅人：许伟王连广硕士研究生学位论文摘要I摘要FRP筋作为一种新型的复合材料，具有良好的受力性能和耐久性，表面内嵌FRP筋加固是一项新兴的具有广大发展前景的加固技术，已逐渐

2、成为混凝土结构加固领域的研究热门。内嵌FRP筋加固法与传统加固方法相比具有自身的优点：预处理工作量少，安装时间短；与混凝土的粘结得到了加强，使FRP筋的传力更为有效；FRP筋嵌入混凝土内而得到了有效的保护，提高了构件的耐久性能；适用于桥面板和混凝土梁负弯矩区域的加固等。目前，国内外虽然对内嵌FRP加固钢筋混凝土梁的抗弯性能进行的大量的研究，但主要侧重于对直接加固钢筋混凝土梁的研究，未考虑二次受力的影响。本课题对考虑二次受力影响的表面内嵌FRP筋加固混凝土梁的抗弯性能进行了研究，期望为表面内嵌FRP筋加固技术的研究与应用提供一定的参考依据。本文在12根钢筋混

3、凝土梁的抗弯试验基础上，考虑了初始荷载水平、卸载程度、FRP筋加固量、粘结长度4个变化参数，对二次受力下内嵌FRP筋加固钢筋混凝土梁的破坏模式、极限承载力、变形等分别进行了研究和分析。试验结果表明：内嵌FRP筋加固方法可以有效的提高试件的承载力，且可以有效的改善试件的刚度和整体性；试验中出现了适筋破坏、混凝土压碎破坏、粘结破坏、结构胶劈裂四种破坏模式。经过分析发现，初始荷载的存在会使加固梁的承载力下降，还会影响加固梁的破坏形式，随着初始荷载的增大，加固梁的破坏形式由粘结破坏转变为混凝土压碎破坏；内嵌FRP筋加固后，试件的平均裂缝间距和最大裂缝宽度明显减小，

4、裂缝的发展受到限制；初始荷载越大，平均裂缝间距越大，最大裂缝宽度也越大；在初始荷载较大的情况下，增大FRP筋的加固量，并不能减小试件的平均裂缝间距；对于配筋率较低的钢筋混凝土梁，增大FRP筋加固量，可以有效的提高试件的极限承载力。根据不同初始荷载水平，考虑混凝土实际受压区应力状态，建立了不同持载水平下加固梁的滞后应变计算公式；通过对截面应力进行分析，建立了不同破坏模式下加固梁的抗弯承载力计算公式，将计算值与试验值进行对比，吻合较好；根据钢筋混凝土梁裂缝计算理论，考虑二次受力影响，引入二次受力影响系数，建立了内嵌FRP筋加固钢筋混凝土梁平均裂缝间距和最大裂缝

5、宽度计算公式。关键词：二次受力；表面内嵌；FRP筋；抗弯加固；极限承载力；裂缝II摘要硕士研究生学位论文硕士研究生学位论文AbstractIIIAbstractFRPbarisanewtypeofcompositematerialthatpossessesbettermechanicsanddurability.NSM(near-surface-mounted)FRPreinforcementisoneofthelatestandmostpromisingstrengtheningtechniques,whichhasgraduallybecomerese

6、archfocusinthefieldofconcretestructurestrengthening.Comparedtothetraditionalstrengtheningmethods,NSMFRPreinforcementcansaveinstallationtimeandfeaturesadvantageofconvenientconstruction.ThebondofFRPandconcreteisstrengthened,whichmakestheFRPforcemoreeffective.Furthermore,thismethodis

7、suitableforflexuralstrengtheninginthenegativemomentregionsofbridgedecksandconcretebeams.Itcanimprovethedurabilityofmembers.Whatismore,theFRPbarscanbeeffectivelyprotectedintoconcrete.Currently,alargenumberofresearchhadbeenconductedonflexuralbehaviorofRCbeamstrengthenedbyNSMFRPbarsa

8、thomeandabroad,buttheimpactofseco