论文部分内容阅读
对现有结构的维修及受损结构的加固、修复是结构工程师面临的主要问题之一。FRP作为一种新型复合材料用来代替传统的加固材料,使用越来越普遍。由于其抗拉强度及弹性模量高、轻质、耐腐、施工便利等优点,在加固领域得到了大量应用。
FRP-混凝土的界面性能对加固后的结构性能产生重要影响。各国学者采用了理论研究、试验研究、有限元分析等手段对FRP加固混凝土结构界面粘结破坏机理进行了一系列的研究。由于界面问题的复杂性,理论研究相对滞后于其他手段。
断裂力学是研究含裂缝构件在各种环境条件下(包括荷载作用、腐蚀介质作用、温度变化等)裂缝的平衡、扩展和失稳的规律,并确定其判断标准的一门科学。将断裂力学途径应用于FRP-混凝土界面问题的研究是一种有效的手段。研究表明,对界面本构关系采用双线性本构模型与试验结果能够很好的吻合。
实际结构中,连续梁的梁端存在负弯矩,所以采用FRP加固法对连续梁加固时需要在梁的上下表面均粘贴FRP,目前对这方面的研究较少,且都是试验研究。本文基于这一实际问题,建立理想的双面加固力学模型,采用双线性的界面本构关系,对其界面粘结滑移性能进行理论研究。
本文对模型加载变化过程分为弹性阶段、弹性软化阶段、弹性软化剥离阶段、软化剥离阶段4个阶段进行研究,其中弹性软化剥离段根据两个界面的本构关系又分为4种情况。建立各个阶段的基本方程,应用应力边界条件和位移边界条件进行求解,推导各个阶段的应力表达式。对得到的求解方程组通过数值计算程序进行求解,计算各阶段应力分布及荷载位移关系,并研究了材料参数对界面性能的影响。
本文研究表明:模型的加载位移变化过程经历了弹性阶段、弹性软化阶段、弹性软化剥离阶段,软化剥离阶段直至界面完全剥离工粘结长度的增加改善了模型破坏过程的延性,但是在大于有效粘结长度时,增加粘结长度时最大荷载值无变化:粘结层数的增加使最大荷载值增加,但是延性随之下降。