FRP加固钢筋混凝土梁折减问题的力学研究

摘要

目前，FRP加固混凝土结构的应用已经十分广泛，其中，FRP在加固钢筋混凝土梁时产生的折减问题已经被很多学者注意，但在工程中所应用的折减系数只是由实际加固和试验得到的经验数值，对具体的原因及理论计算研究的很少。本文对各种因素对FRP的受力性能产生的影响进行分析，并主要提出计算方法，对具体的FRP加固钢筋混凝土梁进行计算。 本文在第一章从介绍结构加固的背景出发，简述了其发展过程，由此引出了结构加固的新老方式，主要有加大界面法，外包钢加固法，预应力加固法，粘钢加固法和喷射混凝土加固技术，紧接着从一些试验了解目前结构加固的研究状况，主要集中在梁的受弯加固，梁的受剪加固，柱的加固，其他结构构件的加固，FRP与混凝土的粘结性能，FRP加固补强的设计方法，FRP耐久性、耐腐蚀性及耐火性能，FRP与混凝土的相交界面等多方面研究。随后分析了存在的问题，介绍了国内外的相关加固技术规程。在章末介绍了课题的目的意义，以及所用的方法与手段。 第二章一开始主要介绍了FRP的各种材料，分析了它们的优缺点和特点，介绍了芳纶纤维、碳纤维、玻璃纤维、各种粘结树脂基的基本力学性能。通过机械咬合力，简单分析了FRP与混凝土的粘结。通过断裂力学简单分析了粘结失效的原因。在第二章的后半段详细推导了多个FRP加固后的钢筋混凝土梁在力学方面的公式，主要是为了随后分析作出准备。这些公式包括，FRP加固后混凝土受压区高度的计算、受拉材料合力作用线的位置、适筋梁破坏时的抗弯承载力、FRP加固后的裂缝、变形、刚度。第二章还在最后研究了各种因素对FRP材料的使用效率的影响。得出折减的主要因素是由于FRP加固钢筋混凝土梁时所产生的端部剥离。 第三章主要是通过弹塑性力学，推导胶层间的粘结剪应力和正应力，由这两个力计算胶层间的最大主应力，由此来计算FRP加固钢筋混凝土梁因为端部剥离而产生的折减系数。认为折减主要与混凝土强度有关，另外还与钢筋混凝土梁所受的外荷载，胶层的剪切模量，胶层的厚度，加固片材的刚度等有关，而这些参数在所推导的公式中都有体现。本章的计算是以AFRP为例进行计算的，并得出结论。 第四章主要通过ANSYS进行模拟，对FRP加固钢筋混凝土梁的粘胶层做了简化处理，对端部产生折减时进行了定性分析。在这一章，也详细的介绍了ANSYS在分析时处理混凝土（如开裂问题）的原理。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章 绪论

第二章 FRP材料性能及基本力学分析

第三章 FRP端部剥离产生折减的理论计算

第四章 FRP加固梁产生折减时对应的ANSYS分析

第五章 结论与展望

参考文献

作者简介、作者在攻读硕士学位期间发表的学术论文

致谢