【摘 要】
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钢筋混凝土双向板作为建筑结构中的常用构件,由于使用年限以及不可抗力的作用,需要对其进行加固修复。纤维复合材料(Fiber Reinforced Polymer,简称FRP),是起源于二十世纪八十年代的一种新型加固材料。经过长时间的研究可知,相比其他加固方法,采用FRP加固结构的方法对建筑外观的影响较小,几乎不会改变结构的原有截面尺寸,并且FRP具有轻质高强、耐腐蚀、抗拉性能好等优点,使其在结构加固
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钢筋混凝土双向板作为建筑结构中的常用构件,由于使用年限以及不可抗力的作用,需要对其进行加固修复。纤维复合材料(Fiber Reinforced Polymer,简称FRP),是起源于二十世纪八十年代的一种新型加固材料。经过长时间的研究可知,相比其他加固方法,采用FRP加固结构的方法对建筑外观的影响较小,几乎不会改变结构的原有截面尺寸,并且FRP具有轻质高强、耐腐蚀、抗拉性能好等优点,使其在结构加固领域得到越来越广泛的应用。目前,对于外贴CFRP布加固混凝土双向板的抗冲切性能研究较多,而对于内嵌加固及复合加固混凝土双向板的抗冲切性能研究较少。本文通过试验研究、数值模拟和理论分析相结合的方法,对FRP复合加固混凝土双向板的抗冲切性能进行研究,为FRP加固技术及其在工程中的应用提供理论依据。本文以加载位置、加固量和加固方式为试验参数,在FRP复合加固条件下,对9块混凝土双向板进行冲切试验,研究在中置和偏置荷载作用下,试件的极限荷载、破坏形式、变形过程、裂缝开展情况、荷载-挠度曲线和各材料的荷载-应变曲线。试验研究表明,试件的破坏分为3个阶段:未开裂阶段,此阶段加固板的刚度较大并处于弹性阶段;开裂阶段,此阶段加固板刚度开始下降,荷载-挠度曲线的斜率开始偏向挠度,对于中置加载试件板内钢筋达到屈服,对于偏置加载试件板内钢筋部分达到屈服;破坏阶段,此阶段加固混凝土板冲切锥体形成,荷载迅速下降,试件突然破坏。其中偏置加载的试件极限承载力大于中置加载时试件的极限承载力;内嵌FRP加固对试件裂缝的开展起到较好地抑制作用;试件的承载力随着加固量的增加呈非线性增加;在相同加固量的情况下,FRP筋及FRP板复合加固效果最佳。通过ABAQUS软件对试件进行有限元模拟,在模拟结果与试验结果验证正确的基础上,进一步分析FRP粘结长度、加固量和复合加固对混凝土加固板受力性能的影响。模拟结果表明,加固板的极限承载力会随着FRP粘结长度的增加而增加;随着加固量的增加而增加;随着加固方式的变化而变化,其中CFRP布的加固效果最佳。试验参数中的FRP粘结长度对试件极限承载力的影响最为明显,当加固材料端部位于接近支座位置左右时,FRP的抗冲切加固效果最佳。根据现有各国规范及混凝土板的冲切理论,结合FRP加固混凝土双向板的研究成果,本文通过塑性铰线理论计算方法,建立中置荷载作用下FRP复合加固混凝土双向板的极限承载力计算公式,并对其结果进行验证,结果表明,应用公式所得的理论计算值与试验值吻合良好。
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