高性能复合砂浆钢筋网加固RC梁的性能研究

【摘要】： 高性能复合砂浆钢筋网(HPF)加固是一种新型的混凝土结构及砌体结构加固补强新技术。该加固方法利用复合砂浆优良的物理力学性能以及界面剂优良的粘结作用,使得该加固砂浆薄层与原构件具有较好的整体工作性能。与粘钢板、粘碳纤维等加固方法相比,HPF加固法具有较好的耐久性、耐火性,且施工简单、价格便宜。因此,具有很高的理论研究价值和广阔的市场应用前景。国外学者上世纪80年代已对钢丝网水泥砂浆加固进行了研究,并应用到加固工程上,国内学者近年来对复合砂浆钢丝网进行了小构件的试验研究和理论探索,但对HPF加固足尺构件二次受力抗弯以及抗剪的研究尚无公开发表的成果。为了让HPF该加固技术尽早应用于工程实践中,湖南大学土木工程学院成立了专门的研究小组,对该加固方法进行了一系列的研究,并先后承担了多项部省级研究课题,并受中国工程建设标准化协会委托编制高性能复合砂浆钢筋网加固混凝土结构技术规程,在这些课题的资协下,作者及课题组成员历时24个月,从试验及理论两方面在国外内首次对HPF加固混凝土受弯足尺构件性能进行了系统深入的研究,取得了一批相应的研究成果。其中作者完成的主要研究工作有:　 一、通过17根HPF加固的足尺RC梁和6根对比梁的二次受力试验,研究了加固梁正截面受弯承载力的基本特征。试验结果表明,HPF加固能有效地提高RC梁的受弯承载力;加固梁的极限承载力提高幅度一般随原梁配筋率的增大而减小,随加固配筋率的增大而增大,随原梁混凝土和复合砂浆强度的提高而提高,随一次受力幅度的增大而出现下降趋势;HPF和原梁混凝土一般能较好的协同工作,但采用较大直径的加固钢筋或加固配筋率较大时,即使锚固可靠,依然有发生剥离破坏的情况。 二、通过12根HPF加固的RC梁和4根对比梁的一次和二次受力试验,研究了加固梁斜截面受剪承载力的基本特征。试验结果表明,HPF加固能有效地提高RC梁的抗剪承载力,改善梁的延性能力;加固梁的极限抗剪承载力提高幅度随剪跨比的增大而增大;加固配筋率对抗剪承载力的影响与剪跨比相关,剪跨比大加固箍筋发挥的作用较大;加固梁的受剪破坏形态为剪压破坏、斜压破坏和剥离破坏;加固梁的裂缝总体呈现出“细而密”的特点。 三、通过10根HPF加固的RC足尺梁及4根对比梁的一次和二次受力试验,研究了加固梁抗裂性能和抗弯刚度变化特征。试验结果表明,HPF加固能有效提高RC梁的抗弯刚度、抑制裂缝的产生和发展;加固梁的二次受力刚度随一次受力幅度的不同而有不同程度的折减。基于试验研究结果,并结合混凝土结构设计规