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用FRP加固配筋混凝土砌塊砌體墻在模擬環(huán)境荷載作用下的力學(xué)性能研究

作者:Al-Jaberi·Zuhair; Myers·John; ElGawady·Mohammed; 楊旭 美國密蘇里科技大學(xué); 哈爾濱工業(yè)大學(xué)

摘要:纖維增強(qiáng)復(fù)合材料(FRP)在配筋砌體和混凝土結(jié)構(gòu)加固領(lǐng)域,已經(jīng)得到廣泛應(yīng)用。但對(duì)用FRP加固的砌體(或構(gòu)件)的力學(xué)性能,特別是在惡劣環(huán)境下工作的構(gòu)件性能,研究仍然不夠充分。本文以采用在基材表面嵌入FRP方法(NSM-FRP),加固配筋混凝土砌塊砌體試件,并對(duì)試件的力學(xué)性能進(jìn)行研究;主要針對(duì)試件在經(jīng)受不同環(huán)境荷載后的抗彎性能進(jìn)行研究,分析了不同類型環(huán)境荷載對(duì)其力學(xué)性能的影響。本文所述試驗(yàn),是將FRP加固后的混凝土砌塊墻體試件,置于由電腦控制的環(huán)境模擬艙內(nèi),對(duì)其施加了350次不同環(huán)境荷載的循環(huán),以模擬現(xiàn)實(shí)的自然環(huán)境條件。該環(huán)境條件模擬了美國中部地區(qū)20年的典型氣候條件。共砌筑了7片配筋混凝土砌塊砌體墻片試件,其中一片的原材料、幾何參數(shù)與其它試件完全相同,但未進(jìn)行加固處理的墻片試件作為參照組試件。上述墻片試件內(nèi)布有低碳鋼、配筋率(ρ)相同。本文將研究對(duì)象分為兩組,每組有三個(gè)試件,采用NSM技術(shù),分別使用碳纖維筋(CFRP)、玻璃纖維增強(qiáng)材料(GFRP)筋和碳纖維織物片(CFRP)對(duì)三個(gè)試件進(jìn)行加固處理。第一組試件經(jīng)過至少28天的實(shí)驗(yàn)室養(yǎng)護(hù)后進(jìn)行力學(xué)試驗(yàn),另一組則進(jìn)行為期72天模擬自然環(huán)境條件的養(yǎng)護(hù)后,再進(jìn)行試驗(yàn)。墻片試件成型養(yǎng)護(hù)后,需要承受加載速率為1.27mm/min的四點(diǎn)循環(huán)加載,以測(cè)試其抗彎承載力。試驗(yàn)結(jié)果可知,對(duì)比用CFRP筋和GFRP筋加固的墻片試件,用CFRP筋加固墻片受養(yǎng)護(hù)條件影響更大。加固后的配筋混凝土砌塊砌體墻片的破壞形態(tài)包括兩種,分別是混凝土砌塊受剪破壞和FRP加固材料從砌體表面的剝離破壞。

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建筑砌塊與砌塊建筑

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