外贴FRP抗弯加固钢筋混凝土梁中部裂缝剥离破坏强度模型

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纤维增强复合材料(Fiber Reinforced Polymer,简称FRP)因为具有有轻质、高强、耐腐蚀等多项优点,已经被广泛地应用于混凝土结构加固领域。其中,外贴FRP抗弯加固钢筋混凝土梁是FRP加固混凝土结构的一种主要应用形式。FRP加固钢筋混凝土结构常常发生各种脆性的FRP剥离破坏。中部裂缝开展引起的FRP界面剥离破坏(Interdediate cracks induced debonding,简称IC debonding)是其中一种常见的剥离破坏形式。IC debonding从加固梁中部关键抗弯裂缝的根部开始,向FRP端部发展直至完全剥离。剥离破坏发生后,往往有一薄层混凝土附着在剥离后的FRP界面上,说明剥离破坏实质上是发生在毗邻FRP与混凝土界面的混凝土薄层中。现有的研究以及一些国家的规范或设计指南中均提出了针对FRP剥离破坏的强度模型,但是这些模型一般都是基于三点弯矩或四点弯矩梁的试验研究提出,因此不能考虑荷载分布对ICdebonding的影响。为此,本硕士论文提出了一个考虑可以考虑两相邻裂缝间相互作用的IC debonding强度模型,并建立了大型试验数据库,对该模型的合理性和准确性进行了评估,同时通过将该模型的预测结果与多个著名模型的预测结果进行了对比,来说明所提出模型的优势。本硕士论文主要包括以下研究内容:(1)基于Chen et al.(2007)的解析解,提出了一个考虑了相邻裂缝间相互作用的中部裂缝引起的界面剥离强度模型。根据具体计算过程的不同,将该模型分为迭代计算模型和简化计算模型。(2)从现有文献中搜集了305个发生IC debonding的外贴FRP抗弯加固钢筋混凝土梁的试验结果,建立了IC debonding试验数据库。(3)用上述的试验数据库,分析了三个著名裂缝间距模型用于所提出IC debonding模型的准确性及合理性。(4)用上述的试验数据库,将本文提出的IC debonding模型及多个现有ICdebonding强度模型的预测结果与试验结果进行了对比,利用统计指标,包括模型预测值与试验值之比的平均值、标准差、变异系数和相关系数等对各个模型进行了系列评估。评估结果表明:与现有模型相比,本文建议模型的预测结果具有明显优势。
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