B-FRCM加固钢筋混凝土梁抗剪性能研究

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近年来,随着人类对生态环境的破坏、自然灾害的频繁发生,导致建筑物受到不同程度的损害。基于此,结构加固就显得尤为重要。外贴纤维材料加固的方法由于其自身的优越性已经逐渐在工程中投入使用。近几年,纤维织物网格加固系统逐渐进入大众视野,备受相关学者的关注。FRCM(Fabric-reinforced Cementitious Matrix纤维织物网格水泥基质材料)加固系统拥有高强度、耐高温、与混凝土基底有良好的相容性能等优点战胜了传统的纤维复合材料,成为结构加固领域的新宠儿。本文选用玄武岩(Basalt)纤维制成织物网格形成的B-FRCM(Basalt Fabricreinforced Cementitious Matrix玄武岩纤维织物网格水泥基质材料)加固系统以及BFRP(Basalt Fiber Reinforced Polymer玄武岩纤维复合增强材料)分别对钢筋混凝土简支梁进行加固后抗剪性能研究。本课题来源于吉林省科技攻关重点项目“玄武岩纤维在季冻区结构加固工程中的应用技术开发”(20180201079SF)、吉林省发改委产业创新项目:玄武岩纤维在季冻区土木工程结构中的应用研究及产业化推广(2017C050-3)和吉林省教育厅科学技术研究规划项目:季冻区BFRP加固混凝土圆柱后剩余使用寿命预测(JJKH20210300KJ)。本文研究内容为三个项目的重点研究方向。通过有限元模拟软件对B-FRCM加固钢筋混凝土梁抗剪性能进行理论分析,制作36根钢筋混凝土梁的有限元模型,考虑加固层数(1、2和3)、加固方式(侧向粘贴加固和U型加固)、箍筋间距(75mm、100mm、150mm以及200mm)以及加固材料(B-FRCM系统和BFRP)四项参数的影响。分析结果表明,钢筋混凝土梁经过加固后抗剪承载力均有提升,且抗剪承载力的提高幅值与箍筋布置有关,在箍筋间距为200mm的情况下抗剪承载力提高幅值最大,随着箍筋布置增多,抗剪承载力的提高幅值逐渐降低;且侧向加固与U型加固效果相差不超过10%;B-FRCM和BFRP均能有效的抑制斜裂缝的发展,一层BFRP布加固的梁抗剪承载力提高幅值和两层B-FRCM系统加固基本相当,且B-FRCM系统的加固效果与加固层数有关;但提升幅度与加固层数并非线性关系。
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