FRP筋材嵌入式加固鋼筋混凝土梁抗彎性能研究

摘#8195;要 FRP筋材嵌入式加固稱為一種新型的加固方法，而影響其加固性能的因素有很多，本文通過試驗，對FRP筋材嵌入式加固的抗彎性能的影響因素進行了定性研究。

關(guān)鍵詞 FRP筋材；嵌入式加固；抗彎性能

中圖分類號 TU 文獻標識碼 A 文章編號 1673-9671-(2012)012-0144-02

1 概述

隨著時間的推移，運營中的很多橋梁因為各種內(nèi)在和外在的因素，產(chǎn)生了不同程度的病害，進而影響到其結(jié)構(gòu)安全，使得一些橋梁承載力不足，從而使得橋梁加固成為研究的熱點。而FRP筋材嵌入式加固是近年來出現(xiàn)的一種新型加固方法，它具有承載力高，成本低，施工簡單，施工速度快等優(yōu)點。本文通過試驗對影響嵌入式抗彎性能的影響因素進行了研究。

2 試件設(shè)計

FRP筋材加固混凝土構(gòu)件，由于FRP筋材具有很高的抗拉強度，所以決定加固性能的因素是界面強度，而影響界面強度的因素有錨固長度、開槽距離試件邊緣的距離、開槽寬度、槽間凈距、FRP直徑、嵌帖數(shù)量和混凝土強度。因此，為了研究影響FRP筋材嵌入式加固抗彎性能的影響因素，我們設(shè)計了如下試件，見表1、圖1，并按照圖1所示荷載位置遞增加載。而且在試件制作過程中，為了防止發(fā)生混凝土受壓區(qū)破壞和剪切破壞，在試件中分別配置了受壓鋼筋和箍筋。

圖1 試件FRP筋嵌貼示意圖

3 試驗現(xiàn)象及數(shù)據(jù)分析

3.1 試驗現(xiàn)象

整個試驗過程中，試驗現(xiàn)象基本相似，只是破壞荷載有所不同。對于嵌入兩根FRP筋材的試件，因為開槽邊距和開槽間距的不同，發(fā)生了不一樣的破壞形式。其中開槽邊距較小的試件KWL4和開槽間距較小的試件KWL8均發(fā)生筋材周圍混凝土劈裂破壞，而對于開槽間距和開槽邊距適中的KWL5和KWL6發(fā)生混凝土-膠層界面劈裂破壞，部分試驗現(xiàn)象見圖2。

3.2 試驗數(shù)據(jù)

試驗中，采得各試件破壞數(shù)據(jù)見表2。

3.3 試驗現(xiàn)象和試驗數(shù)據(jù)分析

根據(jù)試驗現(xiàn)象和表2中的數(shù)據(jù)，試件KWL4和KWL8均發(fā)生了混凝土劈裂破壞，而KWL5～7基本沒有發(fā)生混凝土劈裂破壞，而是在混凝土和膠凝材料界面發(fā)生破壞，說明開槽距離邊緣的距離，和開槽間距都會影響到加固構(gòu)件的抗彎承載力。

分析實驗數(shù)據(jù)（表2），KWL2-1和KWL2-2雖然增大了配筋直徑，但是相比KWL1-1和KWL1-2承載力提高并不明顯（分別提高4.0%和5.2%），但是KWL4相比KWL1-1承載力仍然有很大提高（提高53.3%），特別是KWL5，KWL6相對于KWL1-1，KWL7和KWL8相對于KWL2-1更是具有很大提高，接近于前者的兩倍（分別提高77.4%，75.3%和87.5%，65.1%），說明FRP筋材嵌入式加固構(gòu)件抗彎承載力取決于FRP筋材的與混凝土的粘結(jié)性能。KWL3-1和KWL3-2相對于KWL2-1和KWL2-2，承載力提高也很明顯（分別提高30.3%和27.6%），說明提高混凝土強度對于提高加固構(gòu)件的抗彎性能具有一定的作用。同樣分別對比KWL1-1和1-2、KWL2-1和2-2、KWL3-1和3-2的數(shù)據(jù)，承載力具有明顯提高（分別提高14.7%、16.0%和13.5%），說明錨固長度對承載力影響比較明顯。

4 結(jié)論與展望

4.1 結(jié)論

1）正常選材和施工情況下，F(xiàn)RP筋材嵌入式加固構(gòu)件抗彎性能取決于FRP材料與混凝土的粘結(jié)性能。

2）提高混凝土強度對于提高粘結(jié)性能具有一定的作用。

3）單純的提高FRP筋材直徑對抗彎性能影響不大，但是提高FRP筋材的數(shù)量可以較明顯提高抗彎，幾乎以FRP筋材數(shù)量的倍數(shù)遞增，但需要一定的折減。

4）加固時，開槽邊距和開槽間距會影響到加固構(gòu)件的破壞形式和抗彎性能。

5）增長錨固長度，能夠較有效的提高承載能力。

4.2 展望

在未來的工作中，通過大量的試驗定量的給出開槽間距和開槽邊距的最小限值；定量的給出提高FRP筋材數(shù)量時，承載力提高的折減系數(shù)；結(jié)合試驗，通過理論推導給出FRP筋材嵌入式加固構(gòu)件的抗彎承載力計算公式。

參考文獻

[1]秦建慶，陳建峰.水泥土樁復合地基變形控制中的若干問題探討[J].巖土工程技術(shù)，1999，2.

[2]劉志豐，周振國，孟偉金.面積置換率和樁長對復合地基的應力和變形的影響[J].工業(yè)建筑，2001，11.

[3]De Lorenzis L， Nanni A. Bond between NSM Fiber-Reinforced Polymer Rods and Concrete in Structural Strengthening. ACI Structural Journal，1999，2:123-132.