FRP与钢结构粘结性能试验研究

【摘要】： 随着我国经济的快速发展，对现有结构进行养护、检测、维修加固成为当今土木工程领域关心和研究的重点。纤维增强复合材料(Fiber Reinforced Polymer，简称FRP)作为一种新型的复合材料，以它高强高效、耐腐蚀、不增加自重、施工便捷等优点，代替传统的加固材料在加固领域得到了大量应用。近年来，FRP加固钢结构已经获得越来越多的重视，FRP与钢结构结合面间的粘结强度是影响结构加固后性能的一个重要因素。FRP与钢结构界面之间良好的粘结是保证FRP与钢结构间荷载传递和共同工作的重要前提。因此FRP与钢结构间的粘结性能是FRP加固钢结构研究领域的一个重要课题。 本论文采用CFRP和GFRP两种材料，在前人理论与试验研究的基础上做了以下几方面的工作： 1．采用弯拉试验方法对纤维布与钢结构粘结性能进行了试验，试验确定了影响纤维布与钢结构粘结性能的参数：纤维布粘结长度、粘结厚度、粘结宽度。并指出了极限承载力随着这些参数变化的趋势。 2．根据试验试件受力破坏的全过程，描述了FRP加固钢结构粘结界面破坏形态，并分析了产生破坏的原因和破坏形态。 3．运用材料力学相关知识，对计算FRP粘结剪应力的公式进行了推导，得出了剪应力计算公式。通过该公式计算了试件在不同测点间的剪应力，并绘制了剪应力分布图，研究了试件在加载过程中剪应力的分布情况。 4．论文对碳纤维布加固钢结构界面横向应力分布进行了研究，给出了横截面应力分布情况。 5．采用ANSYS有限元软件，对弯拉试验模型进行线弹性分析，分析了胶层界面上的正应力分布情况以及改变粘结长度、纤维布厚度这两个参数时胶层界面上的剪应力变化情况。