FRP锚钉锚固性能的试验研究

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近年来,由于服役年限增加,环境恶化,设计施工失误等因素的影响,需要修复和补强加固的混凝土工程显著增多。试验研究表明,FRP用于混凝土构件的外部表面粘贴加固成效显著,应用广泛。但是 FRP与混凝土加固面之间易发生剥离,破坏时FRP应变水平较低,强度得不到充分发挥,严重阻碍了加固效果。各国学者针对剥离问题都进行了广泛研究,U型箍,金属锚钉,SFRP,FRP锚钉等材料或方法被提出,其中SFRP方法的整体性好,与混凝土界面粘结强度高;FRP锚钉力学性能高、耐腐蚀性和耐久性好,是阻止 FRP-混凝土剥离破坏的理想材料。目前,影响 FRP锚钉锚固性能的因素的相关研究较少,难以搭建系统的 FRP锚钉的设计和安装理论;加固要求提高,FRP锚钉的研究仅限于在混凝土结构或被FRP片材加固的混凝土结构上,缺乏与其他FRP加固形式的联合使用研究。  本文首先研究了SFRP复合材料本身在增强纤维平面的抗拉性能,确定了固定参数设置下,其应用于完整混凝土构件补强加固的可行性;然后研究了SFRP加固方法下,FRP锚钉对加固试件力学行为的影响因素,采用拉拔试验,参照ACI规范的试验方法,测定了不同锚固长度、不同纤维含量和不同混凝土抗压强度时,加固试件的拉拔破坏荷载。分析破坏行为,整理试验数据,计算每种参数不同变量试件的极限抗拉强度平均值,得出:使用 FRP锚钉的试件破坏模式发生改变,FRP锚钉能有效抑制剥离破坏;锚固长度是影响试件抗拉强度的主要因素,锚固长度越长,FRP锚钉的自身力学性能越好,对加固构件的锚固能力也随之增强;制作 FRP锚钉的纤维含量越多,锚钉锚固性能越高;混凝土圆柱体抗压强度对 FRP锚钉锚固作用的影响不大;SFRP复合材料的力学性能也是影响FRP锚钉锚固性能的重要因素,应予以考虑;本课题试验环境下,有最好锚固效果的FRP锚钉锚固长度为45mm,纤维含量为4束;本课题应用的SFRP加固方法对完整混凝土构件在垂直于加固面方向的抗拉强度在3MPa~4MPa左右,只能应用于混凝土构件抗压强度水平及承载能力要求都不高的工程中。
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