玄武岩纤维布加固钢筋混凝土T型梁受弯性能研究

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玄武岩纤维增强复合材料(Basalt Fiber-Reinforced Polymer,简称BFRP)作为一种新型的结构加固材料,由于具有高强度、耐高温性能好、低密度、低吸湿率、良好的绝缘性和耐腐蚀性而受到青睐。目前,对于玄武岩纤维布的应用和研究尚处于起步阶段,其用于混凝土结构或构件的加固性能的试验及理论依据尚未成熟。但由于其具有众多的优点,将来在土木工程应用中必会大量使用,故本文对其加固钢筋混凝土T型梁的受弯性能做了初步的研究和分析。本文通过6根钢筋混凝土T型梁的试验研究,初步从加固梁的破坏形式、正截面承载力、抗弯刚度、跨中挠度、延性以及裂缝发展等方面探讨了粘贴玄武岩纤维布加固钢筋混凝土T型梁的加固效果;分析了T型梁的翼缘高度、锚固方式以及纤维布用量等因素的变化对加固效果的影响,同时推导了T型梁正截面承载力计算公式,计算值与理论值相吻合较好。本文得到的主要结论有:1)试验中粘贴玄武岩纤维布加固T型梁出现了三种破坏模式,分别为:混凝土被压碎,纤维布被拉断;混凝土未被压碎,纤维布被拉断;混凝土与粘贴纤维布发生粘结破坏,后纤维布被拉断;通过试验分析,这些破坏模式下,跨中混凝土截面应变仍基本符合平截面假定;2)在其他条件相同的情况下,粘贴玄武岩纤维布加固的T型梁的翼缘高度越大、锚固方式越可靠、纤维布用量越多,其开裂荷载、屈服荷载、极限荷载以及抗弯刚度均会提高,跨中挠度、截面延性以及裂缝间距和最大裂缝宽度均会相应的减小;3)基于《混凝土结构加固设计规范》(GB50367-2006)和《碳纤维布片材加固修复混凝土结构技术规程》的相关计算理论,引入剥离极限应变和补强率概念,推导了粘贴玄武岩纤维布加固钢筋混凝土T型开裂荷载、屈服荷载以及各种破坏模式下极限荷载的计算公式并计算,对比分析计算值和试验值,吻合效果挺好,且计算值偏于保守。
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