腐蚀环境下FRP加固结构的疲劳性能综述.pdf

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1、低温建筑技术2012年第9期(总第171期)腐蚀环境下FRP加固结构的疲劳性能综述周雪华，许晓(南京航空航天大学土木工程系。南京210016)【摘要】在现代工程项目中，反复荷载作用下钢筋混凝土结构的疲劳问题正越来越受到人们的重视。当结构或者构件处于腐蚀环境中时，其疲劳性能的降低要比静态时要明显。目前用FRP在结构加固中的应用越来越普遍，本文针对腐蚀环境下FRP加固钢筋混凝土结构疲劳性能的已经研究和尚待深入研究的问题进行了分析与探讨。【关键词】腐蚀环境；钢筋混凝土；FRP；疲劳性能【中图分类号】TU3

2、75【文献标识码】B【文章编号】1001—6864{2012}09—0050—030引言积累，而在腐蚀环境中时，腐蚀溶液会让钢筋锈蚀，使FRP是指由碳、玻璃、芳纶等基本纤维材料以及得结构疲劳性能退化严重，这就让结构的疲劳寿命降一些环氧树脂等基体材料组成，纤维材料和环氧树脂低显著。锈蚀对混凝土结构疲劳性能有严重的影响，等按照一定的比例拌和并且经过复合而成的高性能很多研究也表明FRP对于结构的加固有着良好的作的复合材料。它的主要作用是对建筑结构物进行修用⋯。本文对FRP加固钢筋混凝土结构在腐蚀环境复和加

3、固。比较常用的纤维基材的类型有碳纤维下的疲劳性能进行了探索性的研究综述。(CFRP)、玻璃纤维GFRP和芳纶纤维(AFRP)-5]。1研究的主要内容纤维布的材料性能及加固效果比较如图1、图2所示。1．1腐蚀环境下FRP加固钢筋混凝土结构疲劳试验的材料粘结性能研究‘1l碳纤维布钢筋混凝土结构是由两种性能不同的材料组成／2芳纶纤维／3玄武岩纤维的，它的基本要素是两者之间的粘结锚固作用。结构善／、4玻璃纤维中的钢筋腐蚀以后，钢筋与混凝土之间的粘结作用会／／r一，3发生很大变化。文献’分别研究了钢筋腐蚀率和

4、钢／，^筋约束力在疲劳荷载作用下对钢筋混凝土结构的粘结性能的影响以及碳纤维布加固锈蚀钢筋混凝土结应变构后的粘结性能。研究表明：腐蚀率和钢筋束缚力对图1不同类型纤维布材料特性比较粘结性能有明显影响，碳纤维布能阻止钢筋进一步腐蚀，提高粘结强度。1．2FRP加固锈蚀钢筋混凝土结构在不同腐蚀环境j璺下的疲劳性能研究植璋f钢筋混凝土结构在不同的腐蚀环境，结构的疲劳{I辞柱性能受到的影响程度各有不同。文献[8]通过对已锈瞪辎蚀梁、预先开裂的已锈蚀梁在三种不同腐蚀环境下的疲劳试验进行研究，表明：钢筋在腐蚀率比较低

5、的时加固材料候，结构的疲劳寿命有所下降，预裂产生的裂缝对结图2不同加固材料极限荷载提高值构局部腐蚀作用较大。而局部的腐蚀对结构疲劳寿由图1、图2中可以看出，对于类似跨径、尺寸、配命有较大影响。筋的钢筋混凝土梁，碳纤维布加固的效果比较好，极1．3腐蚀环境下FRP加固锈蚀钢筋混凝土承载能力限荷载的提高值相对于玻璃纤维、玄武岩纤维和芳纶研究纤维要大，这样碳纤维布加固后的钢筋混凝土梁的疲在研究已锈蚀钢筋混凝土结构的承载力的方面，劳寿命会有明显的增加。目前，加固工程中碳纤维布国内外学者进行了相关的试验研究和分

6、析’，不过的使用比其他几种纤维要更加广泛。研究腐蚀疲劳耦合作用下的承载能力的相对较少。钢筋混凝土结构在反复荷载的作用下，损伤不断FRP加固钢筋混凝土结构后能够使得结构在疲52低温建筑技术2012年第9期(总第171期)表示¨：[2]李天庆．CFRP加固钢筋混凝土结构疲劳性能研究[D]．大lgN=A+mlgS±C(1)连：大连理工大学，2009：11．[3]张彬．高强复合玻璃纤维加固钢筋混凝土梁疲劳性能试验研式中，s为应力幅；Ⅳ为疲劳破坏时的循环次数；A究[D]．南京：南京航空航天大学，2008：3．

7、为s一Ⅳ曲线的截距；m为5一Ⅳ曲线的斜率；C为循[4]邓宗才，张连普．AFRP布加固已腐蚀混凝土梁疲劳性能试验环次数的统计偏差。c由下式确定：研究[J]．建筑结构，200939(3)：99—102．C=Km(2)[5]杨勇新，陈绪军．玄武岩纤维布加固混凝土梁的抗弯疲劳性能试验[J]．华侨大学学报(自然科学版)，2010，31(4)：443．式中，i11,为循环次数对数均方差；r为相关系数，[6]方从启，杜嘉伟，潘洪源．反复荷载下腐蚀钢筋与混凝土的粘应为负数；K为均值线下标准差数目。结特性[J]．混凝

8、土与水泥制品，2005，31(5)：8—1O．(2)FRP加固后的钢筋混凝土结构的．s一Ⅳ曲[7]邓宗才，李朋远。师亚军．CFRP加固锈蚀钢筋混凝土的抗腐蚀线。文献[13]、[143以及文献[19]根据试验数据进行性能和黏结性能[J3．北京工业大学学报，2010，36(10)：1357．拟合，得出的钢筋混凝土结构疲劳公式也是符合一般[8]王海超，贡金鑫，何世钦．腐蚀环境相同应力水平混凝土粱的静动力性能研究[J]．哈尔滨工业大学学报，2005，37(11)：情况下钢筋的