FRP加固混凝土构件的剥离性能研究综述.doc

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1、第40卷第22期2014年8月山西建筑SHANXIARCHITECTURE文章编号：1009-6825(2014)22-0030-02FRP加固混凝土构件的剥离性能研究综述李璐黄丽华(大连理工大学*辽宁大连116()23)摘要:通过建立带裂缝的温凝土加I罚梁新模型‘根据混凝土的开裂程度，分析了裂缝周围混凝土与FRP界面滑移量，探讨了裂缝ffl近FRP应变，从而得到了混凝土开裂对界面剥离破坏的影响，以供参考。关键词:加固，混凝十•构件，剥离性能中图分类号:TU375DOI:10.I3719/j.cnki.cn14-1279/tu.2014.22.

2、0181概述纤维增强复合材料(FRP)自20世纪8()年代起，逐渐开始在土木工程施工中得到广泛应用。FRP是由高性能纤维经过编织与环氧树脂等基材胶合凝固或经过高温固化而成的--种新型复合材料。其具有轻质、耐久性能及力学性能好等特点，在加固混凝土结构屮代替传统加固方法，更好地完成加固施工工作。随着研究的深入，众多文献表明门①，大mFRP加固混凝土的构件破坏往往是由于FRP-与混凝十的剥离产牛的。界血剥离破坏属于脆性破坏，破坏时FRP与混凝十均未能发挥到极限水平，适成材料的浪费，并R由于其破坏前没有明显特征，也使得结构可靠性降低。为此，大量学者对F

3、RP与混凝土之间的粘结性能进行了理论与试验研究，提出了较为全面的结论。2界面粘结性能数值分析研究现状HugoC-Biscaia等人*分别对线性和非线性粘结滑移关系下的FRP—混凝土界面的剥离过程进行数值模拟与理论分析・该数值模拟方法运丿U了FiniteDifferenceMethod和Newton-RaphsonMethod诃成功对多个非线性粘结滑移关系进行计算，对剥离过程进行预测。通过不同分析模型得到传递到FRP板匕最大荷载表达式见表1。表1表达式分析模型心那表达式納确塑性粘结滑移模型耳那=b/••E厂tf线性上升粘结滑移模型Fmax=~1•

4、伽加5•L^j)软化线性粘结滑移模型Xnrnx•bfFmax=~2•血(C<2“劭数值模拟结果证实，F和不受粘结滑移曲线影响，但与FRP刚度与断裂能存在一定关系，近似随着参数的平方根变化。FRP有效粘结长度与FRP刚度有关，同时粘结滑移关系也与FRP和混凝土材料性能有关，这方面因素也同样对有限粘结长度造成影响。陆新征等人⑸采用尺寸在025mm~()•5mm的单元来模拟混凝土与FRP，两者之间未设粘结滑移单元，而是以混凝土单元开裂来模拟界面剥离。数值模拟结果显示，界曲粘结滑移与发牛的位垃有关，当位于远离裂缝区域时，粘结滑移关系类似于曲内剪切模型，

5、而当在裂缝处，当达到极限粘结强度，剥离即会发牛，并且粘结强度直接降为零。RKalfat等人⑹利用ATENA3D软件対FRP单向与双向锚固混凝土构件进行数值模拟，其结呆符合试验数据。数值模拟发现，双向锚固构件显著提高了FRP与混凝土粘结处的强度与延文献标识码:A性，失效荷载可提高93%〜109%，并月•发现在剥离Z前，混凝土等级与FRP片材最大应变Z间近似呈线性关系。笔者的模型具休如图1所示。图1有限元模型网格划分示意图AhmedM-Sayed等人分别从梁宽、混凝土强度、剪切跨高比、FRP厚度及粘贴形式(U形锚固、全梁锚固)因素的考虑对55个样本

6、进行数值模拟，对梁的极限抗剪力进行计算，得到可靠的计算结果。侧面粘贴、U形锚固、全梁粘贴FRP形式得到的结果精确度可以达到096095和095该模型如图2所示。图2模型示意图3界而粘结性能理论研究现状为了更准确地预测FRP与混凝十.之间因粘结滑移而造成的剥离破坏，各国学者分别根据弹性力学、断裂力学、损伤力学等经典力学理论推导FRP与混凝土界血的粘结滑移关系，提出影响其粘结滑移的主要因索。HongYuan等人⑻以非线性断裂力学为基础推导出界面剪应力及正应力分布，并提出不同有效粘结长度和FRP刚度对荷载位移曲线及FRP界血应力的影响。通过两种粘结滑

7、移模型线性模型和指数模型来进行FRP加同混凝土单剪试件的计算、并比较了两种不冋模型带来的相似及不

8、司之处。YufeiWu等人9通过628个剪切试验建立新的理论计算模型，认为影响粘结长度的FRP宽度函数不应只有宽度比一个参数，混凝土强度同样影响宽度函数的计算，加入混凝土强度这一参数之后结果将更加精确。王文炜等人：心提出了FRP端部应力分析的方法及过程，并给出FRP与加周梁界面之间的粘结剪应力和剥离正应力公式，通过计算公式及破坏准则确定剥离荷载。需指出该法忽略「混凝收稿日期:2014-05-13作者简介:孕璐(1988-)，女，在读硕士：黄丽华(1

9、967-)，女•副麴受十-的裂缝影响并假设材料处于弹性变形阶段，简化了混凝十应变的汁算，通过求得中和轴高度及材料力学正应力公式得到混凝土应变值；列假设