表层嵌贴碳纤维筋加固钢筋混凝土梁受力性能试验研究

摘要

纤维增强复合材料（Fiber Reinforced Plastic/Polymer,FRP）是一种新型的结构补强加固材料，具有强度高、重量轻、易于施工、耐腐蚀和耐疲劳等优点，被广泛地应用于工程结构加固领域。表层嵌贴FRP加固法（简称NSM法）是目前碳纤维加固的最新方法，开展相关试验和理论研究具有较重要的工程实践意义。因此，本文就表层嵌贴FRP加固法开展以下研究工作：
　　 (1)完成了2批计24个试件的表层嵌贴碳纤维筋加固的拉拔试验研究，首先对环氧树脂胶、环氧树脂砂浆等4种不同类型粘结剂进行了对比研究，接着进一步研究养护时间对粘结强度的影响。在试验过程中，对拉拔试件裂缝开展、破坏形态和碳纤维筋端部滑移情况均进行了详细观测。
　　 (2)开展了10个钢筋混凝土悬臂梁试件的受弯性能试验研究，主要研究粘结剂类型、加载方式和碳纤维筋直径等参数对加固梁受力性能的影响。试验研究结果表明，表层嵌贴碳纤维筋加固钢筋混凝土悬臂梁具有良好的受力性能，具有良好性能优势和广泛应用前景。
　　 (3)通过对7根钢筋混凝土简支梁受弯性能试验研究，分析了嵌贴长度、附加锚固件对加固梁受力性能的影响。试验研究结果表明，表层嵌贴螺纹碳纤维筋受力较为复杂，应力传递不是连续均匀的；嵌贴长度对开裂荷载、刚度影响明显，但对屈服荷载、极限荷载影响不大；附加锚固对开裂荷载、屈服荷载的发展无明显影响，但当附加锚固达到5个时，对极限承载力提高作用较明显。
　　 (4)对各种破坏形式加固梁进行了理论分析并建立承载能力计算公式，通过假定滑移破坏时CFRP筋最大拉应力，对加固梁承载力进行理论计算，并与实际结果进行对比。