GFRP增强无砂浆砌块砌体基力学性能研究

摘要

砌体结构被广泛应用于土木工程中，但是传统的砌体结构存在着一定的问题。本文提出的GFRP增强无砂浆砌体结构，不仅解决了传统砌体由于采用砂浆砌筑带来的问题，而且充分利用了GFRP布的性能增加无砂浆砌体的力学性能。本研究的目的在于探究GFRP布对无砂浆砌体结构抗压、抗剪性能的影响。通过试验研究和理论分析，对GFRP布增强无砂浆砌体力学性能进行了探索性研究。
　　本文先介绍了无砂浆砌体结构和FRP的优点以及其国内外的研究现状。然后通过对18个抗压试件和36个抗剪试件的试验研究，分析了GFRP布对无砂浆砌体的开裂荷载、极限承载力、破坏形态和变形能力的影响。试验结果表明:GFRP布延缓了无砂浆砌体初始裂缝的出现，并在一定的范围内提高了无砂浆砌体的极限承载力;通过对试验数据进行拟合，得到抗压试件的应力—应变曲线，并计算了其弹性模量，对比实验组和对比组的应力—应变曲线，可知GFRP布改善了无砂浆砌体的延性性能。
　　在对GFRP增强无砂浆砌体抗压承载力进行理论分析时，忽略了灌芯混凝土和砌块之间的变形差异，将其匀质化变成一种材料，根据GFRP布约束混凝土柱的理论，建立了GFRP增强无砂浆砌体力学性能的基本理论;然后对GFRP布约束无砂浆砌体的作用机理进行分析，在FRP对混凝土圆柱侧向约束力计算方法的基础上，采用等效直径的方法，建立GFRP布对无砂浆砌体侧向约束力的计算公式;最后，将本文的试验数据跟前人提出的经典表达式进行拟合，二者吻合良好。
　　通过对抗剪试件的受力分析，建立了其受剪模型并提出了相应的公式，并将本文和杨伟军的试验数据与公式计算值进行比较，结果比较吻合。最后还对GFRP增强砌体墙的受剪性能进行了理论分析，介绍了影响砌体墙抗剪强度的主要因素和常用的四种抗剪强度理论，通过分析GFRP布对砌体墙的约束机理，建立砌体墙的抗剪模型及抗剪强度计算公式，并比较了前人所做的试验数据与公式计算值，二者基本吻合。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 前言

1．2 研究课题的提出背景

1．2．1 无砂浆砌块砌体研究背景

1．2．2 FRP加固砌体结构的研究背景

1．2．3 FRP在土木工程中的应用

1．3 本课题的国内外研究现状

1．3．1 国内外对无砂浆砌块砌体的研究现状

1．3．2 国内外GFRP材料在砌体加固中的研究现状

1．4 本文的主要研究内容

第2章 GFRP布增强无砂浆砌体抗压性能试验研究

2．1 引言

2．2 GFRP布增强无砂浆砌块砌体抗压试验

2．2．1 材料的选择与强度

2．2．2 抗压试件的设计和制作

2．2．3 试验的加载装置和加载过程

2．2．4 试件受压破坏的过程及特征

2．2．5 抗压试验的试验结果及分析

2．3 GFRP布增强无砂浆砌块砌体的变形性能

2．3．1 目前存在主要的应力—应变曲线

2．3．2 本次试验的应力—应变曲线及分析

2．3．3 应力-应变曲线的拟合

2．4 本章小结

第3章 GFRP布增强无砂浆砌体抗压承载力理论分析

3．1 引言

3．2 GFRP布对无砂浆砌体的约束机理

3．3 GFRP布增强无砂浆砌体的有效约束面积模型

3．3．1 ACI440模型

3．3．2 Teng等模型

3．3．3 刘涛等模型

3．4 粘贴GFRP布增强无砂浆砌块砌体承载力分析

3．4．1 约束混凝土本构关系的回顾

3．4．2 GFRP布对无砂浆砌体提供的侧向约束应力

3．4．3 GFRP布增强无砂浆砌块砌体的承载力计算

3．5 本章小结

第4章 GFRP布增强无砂浆砌体抗剪性能试验研究

4．1 引言

4．2 GFRP布增强无砂浆砌块砌体抗剪试验

4．2．1 抗剪试件的设计和制作

4．2．2 试验装置

4．2．3 试件的破坏形态及分析

4．2．4 试验结果及分析

4．3 GFRP布增强无砂浆砌体抗剪性能的研究

4．3．1 影响灌孔无砂浆砌体抗剪性能的因素

4．3．2 GFRP布增强无砂浆砌体的抗剪模型

4．3．3 灌孔无砂浆砌块砌体的抗剪强度

4．4 GFRP布增强无砂浆砌体墙的抗剪承载力理论分析

4．4．1 砌体抗剪强度主要影响因素

4．4．2 砌体抗剪强度理论

4．4．3 GFRP布加固砌体墙抗剪破坏机理

4．4．4 粘贴GFRP布的砌体抗剪承载力计算公式

4．5 本章小结

结论与展望

参考文献

致谢