在研究GFRP/CFRP層間混雜復(fù)合材料極限拉伸性能的基礎(chǔ)上,對外貼GFRP/CFRP混凝土加固梁的彎曲性能進行了研究,并建立裂尖閉合力阻裂模型,分析了GFRP/CFRP混雜效應(yīng)機理和GFRP/CFRP加固梁的阻裂增強機理.結(jié)果表明:外貼GFRP/CFRP能顯著降低加固混凝土梁裂紋尖端的應(yīng)力強度因子,加固梁具有優(yōu)越的抗裂性能和承載能力,開裂荷載和極限荷載較普通梁分別提高37%和172%以上;GFRP/CFRP加固梁中,裂紋在約70%梁高處停止擴展直至裂紋出齊,與阻裂機理模型分析結(jié)論一致;與單一FRP材料拉伸呈線彈性破壞性質(zhì)不同,GFRP/CFRP呈現(xiàn)材料分級斷裂性質(zhì),具有明顯的屈服臺階,其加固的梁延性破壞特征明顯;不同GFRP/CFRP粘貼加固方式中,U型加固方式的阻裂增強效果最佳,加固梁開裂荷載、極限荷載較I型加固方式分別提高17%和34%以上. 

【文章來源】：華中科技大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2014,42(01)北大核心EICSCD

【文章頁數(shù)】：6 頁

【圖文】：

圖１ＧＦＲＰ／ＣＦＲＰ復(fù)合材料單向拉伸試件圖ＧＦＲＰ／ＣＦＲＰ拉伸試驗中還觀察到如下現(xiàn)

穿整個ＣＦＲＰ層，裂紋的長度比３號中的長；同時，兩層ＣＦＲＰ形成的斷裂能較大，導(dǎo)致５號ＧＦＲＰ／ＣＦＲＰ變形性能比３號試件差．６號試件中由于ＧＦＲＰ能有效約束ＣＦＲＰ隨機斷裂形成的中心裂紋，其極限變形能力較ＣＦＲＰ提高９１％．２ＧＦＲＰ／ＣＦＲＰ層間混雜加固梁試驗２．１試驗方案通過ＧＦＲＰ／ＣＦＲＰ拉伸試驗和混雜效應(yīng)分析，ＧＦＲＰ／ＣＦＲＰ選用３號混雜方式．試驗設(shè)計Ⅰ型條包、Ⅰ型全包和Ｕ型全包（圖２）三種不同粘圖２加固方式示意圖（單位：ｍｍ）·８０·華中科技大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)版）第４２卷

中主裂紋的失穩(wěn)擴展，可以采用線彈性斷裂力學(xué)的原理來分析其主裂紋擴展規(guī)律及裂紋閉合措施效果［１２］（圖４）．圖４（ａ）為素混凝土梁，一旦開裂，裂紋迅速擴展，假設(shè)其裂紋尖端Ａ的應(yīng)力強度因子為ＫＩＡ，其大于混凝土的斷裂韌性ＫＩＣ；圖４（ｂ）為鋼筋混凝土梁，梁開裂后，此時鋼筋的作用相當于一對集中力（Ｐｒ）作用力作用在裂紋面上，產(chǎn)生一個反向的應(yīng)力強度因子ＫＰｒ，阻止裂紋的失穩(wěn)擴展，裂紋尖端的應(yīng)力強度因子ＫＩＢ＝ＫＩＡ－ＫＰｒ；圖４（ｃ）為ＧＦＲＰ／ＣＦＲＰ混雜纖維加固混凝土梁，梁開裂后，混雜纖維的作用相當于在起裂點施加了一個反向的集中力ＰＨＦＲＰ，裂紋尖端的應(yīng)力強度因子ＫＩＣ＝ＫＩＡ－ＫＨＦＲＰ．由于ＧＦＲＰ／ＣＦＲＰ混雜纖維的斷裂韌性好，裂紋擴展由裂尖Ｃ控制．在同等情況下，邊裂紋比中心裂紋更容易擴展，采用裂尖阻裂將邊裂紋變?yōu)橹行牧鸭y，阻裂效果更好，因此圖４（ｃ）較圖４（ｂ）的阻裂效率更高．（ａ）素混凝土梁（ｂ）鋼筋混凝土梁（ｃ）ＧＦＲＰ／ＣＦＲＰ加固混凝土梁圖４裂尖閉合力阻裂模型須要強調(diào)的是，對于層間混雜纖維的布置也應(yīng)滿足斷裂力學(xué)的止裂原則．在荷載作用下，低延伸率的ＣＦＲＰ將首先斷裂，如果ＣＦＲＰ置于外側(cè)，那么此時形成的是邊裂紋；如果將ＣＦＲＰ置于內(nèi)側(cè)，那么由于ＧＦＲＰ的阻裂作用，此時形成的是中心裂紋．因此，層間混雜纖維設(shè)計時，應(yīng)將低延伸率的纖維置于高延伸率纖維的內(nèi)側(cè)．Ｕ型包裹和Ｉ型條包其斷裂力學(xué)阻裂模型也可以采用Ｉ型全包模型進行解

【參考文獻】：
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碩士論文
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本文編號：3616072