CFRP U-型箍抗剪加固大剪跨比钢筋混凝土梁尺寸效应试验研究

摘要

纤维增强复合材料（Fiber Reinforce Polymer，简称FRP）具有材质轻、强度高及耐腐蚀等优点，近年来在在钢筋混凝土结构加固得到广泛应用。其中FRP U-型箍因为施工方便，适用范围广，已广泛应用于钢筋混凝土梁的抗剪加固中。然而，目前 FRP抗剪加固梁的研究多数都是针对中小尺寸梁，现有规范设计方法和公式也只是利用中小尺寸加固梁的试验数据库验证了其合理性。由于实际工程中需要加固的梁的尺寸可能较大，现有设计方法由于忽视了尺寸效应的影响，往往会高估CFRP抗剪加固效果，导致不安全的后果。基于上述研究背景，本硕士论文课题对12根不同尺寸的大剪跨比（剪跨比为3.0）钢筋混凝土矩形梁进行了CFRP U-型抗剪加固后的试验研究。试验研究内容主要包括以下三个方面：
　　（1）对不同尺寸（梁高分别为300mm，600mm，900mm）和不同配筋方式（有箍筋和无箍筋）CFRP U-型箍抗剪加固钢筋混凝土梁受力性能进行了试验研究。试验结果表明：CFRP U-型箍抗剪加固对无箍筋的梁的加固效果有限，但能显著提高加固梁的延性；而对于有箍筋梁来说，只有小梁有明显的加固效果，中梁和大梁的加固效果不明显，而且延性降低。
　　（2）通过采集FRP条带应变、箍筋应变、力与位移传感器的数据，对FRP、箍筋和混凝土之间的相互作用进行了分析。分析结果表明，FRP、箍筋和混凝土之间存在着不利的相互作用： FRP U-型箍的抗剪贡献开始上升，然后随着FRP条带的剥离开始逐步下降，此过程中混凝土的抗剪贡献不会明显下降，但是由于剥离破坏对应的裂缝宽度非常小，部分箍筋可能没有完全屈服；因此直接运用叠加公式V=Vc+Vn+Vfrp来计算加固梁的抗剪承载力是不合理的。
　　（3）对FRP U-型加固钢筋混凝土梁的尺寸效应进行了分析。分析结果表明：有箍筋梁和无箍筋梁都有明显的尺寸效应，而有箍筋梁的尺寸效应更加明显。通过将试验结果与不同规范设计公式对比可以发现，现有规范公式都尚未有效考虑尺寸效应的影响，一般高估了FRP的抗剪贡献。

目录

第一章 绪论

1.1 研究背景及意义

1.1 国内外研究现状

1.2 本文主要研究内容

第二章 试验方案和材料性能

2.1 试件设计

2.2 材料性能

2.3 试件准备过程

2.4 试验误差控制措施

2.5 本章小结

第三章 试验结果及数据分析

3.1 试验现象分析

3.2 FRP应变分析

3.3 箍筋、混凝土及纵筋应变分析

3.4 FRP抗剪贡献分析

3.5 本章小结

结论与展望

主要结论

展望

参考文献

攻读学位期间发表的论文

声明

致谢