钢筋混凝土梁表层嵌贴FRP的加固性能研究

在科学技术不断进步、社会持续快速发展和人民生活水平迅速提高的今天，大量新老土木工程亟需通过结构加固来满足新世纪的新要求。由于FRP(纤维增强塑料)具有其他建筑材料无与伦比的优异性能，近几年来在国内外土木工程结构加固领域中的应用和研究得到了迅猛持续增长，采用的加固方法绝大多数是将FRP板粘贴在构件加固部位表面的表面粘贴法。本项目深入系统研究钢筋混凝土梁采用表层嵌贴法（即在混凝土表层开槽粘贴FRP）的加固性能，包括FRP与混凝土间的粘结机理、锚固长度、加固梁的抗弯和抗剪性能等，提出实用设计方法。表层嵌贴法除具有表面粘贴法相同的优点外，还具有诸如可避免磨损和撞击等意外荷载的作用、发生剥离破坏的可能性大大降低、能应用于高湿与高温加固工程等众多特点。对这种新加固方法的研究，国外刚刚起步，国内尚属空白。综上，本项目有着广阔的工程应用背景和科学研究前景。 2100433B

FRP材料与混凝土梁的粘结强度低，通常会造成FRP过早剥离破坏而使得加固效果不佳。HB-FRP加固技术作为一种新的粘贴技术，前期研究显示加固梁界面粘结强度比传统的外贴FRP高7.5 倍。不过对于HB-FRP 体系的作用机理还需要更为全面的理解来建立设计模型和指导公式。本项目以HB-FRP抗剪加固梁为研究对象，以常规FRP加固理论为研究基础，以HB-FRP加固体系的界面粘结性能和抗剪加固性能为研究重点，以模型试验和数值模型为研究手段，研究钢扣件间距及个数对HB-FRP的有效粘结长度和粘结强度的影响，探讨抗剪加固时钢扣件竖向分布间距和FRP间距对梁抗剪性能的影响,提出FRP平均应力分布系数计算方法。探明HB-FRP的加固机理，揭示HB-FRP加固后梁的延性、承载能力变化规律，建立HB-FRP加固设计计算方法。研究成果将为HB-FRP加固在工程上的应用提供科学依据，具有重要的理论和工程应用价值。

EB-FRP加固(Externally bonded FRP)存在FRP易剥离的缺点，无法充分发挥FRP高强特性。HB-FRP技术(Hybrid Bonding FRP)结合了FRP外贴法和机械锚固法，有效提高了界面粘结强度，不过对于HB-FRP 体系的作用机理还需要更为全面的理解来建立设计模型和指导公式。综合运用模型试验、数值模拟和理论分析为研究手段，提出了HB-FRP加固体系的粘结滑移统一计算模型，依据该模型最终建立了HB-FRP抗剪加固梁的设计公式。包含以下内容：1)开展了钢筋混凝土梁HB-FRP抗弯加固后的受力性能研究，对比分析了EB-FRP和HB-FRP抗弯加固梁的承载性能、破坏模式和FRP-混凝土界面粘结性能的差异；3) 假定了HB-FRP中钢扣件部位的混凝土楔体破坏形态，提出了HB-FRP加固混凝土结构的粘结滑移简化计算模型，并对模型进行了验证。4)进一步提出了HB-FRP加固体系的粘结滑移统一计算模型，对HB-FRP加固体系粘结滑移统一计算模型的控制方程、张拉力-滑移关系、剥离承载能力及有效粘结长度等力学特性开展了研究。5)引入HB-FRP加固体系的粘结滑移统一计算模型，开展了抗剪加固的数值模拟，分析了梁高及裂缝计算模式对HB-FRP抗剪加固设计公式的影响。建立了FRP剥离时应力与HB-FRP抗剪构造尺寸的关系模型。参考Chen & Teng抗剪模型，最终建立了HB-FRP抗剪设计公式。 2100433B

前言

第1章绪论

第2章外贴CFRP布加固木结构受力性能研究

第3章外贴碳－芳HFRP布加固木结构受力性能研究

第4章内嵌CFRP板（筋）材加固木结构受力性能研究

第5章FRP加固木结构的施工工艺

第6章FRP加固木结构的工程案例研究

第7章结语与展望

后记 2100433B