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(duì)外貼GFRP/CFRP混凝土加固梁的彎曲性能進(jìn)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(jī)理和GFRP/CFRP加固梁的阻裂增強(qiáng)機(jī)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(qiáng)度因子,加固梁具有優(yōu)越的抗裂性能和承載能力,開(kāi)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(kuò)展直至裂紋出齊,與阻裂機(jī)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(jí)斷裂性質(zhì),具有明顯的屈服臺(tái)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(qiáng)效果最佳,加固梁開(kāi)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(lái)源】：華中科技大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2014,42(01)北大核心EICSCD

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【圖文】：

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

穿整個(gè)ＣＦＲＰ層，裂紋的長(zhǎng)度比３號(hào)中的長(zhǎng)；同時(shí)，兩層ＣＦＲＰ形成的斷裂能較大，導(dǎo)致５號(hào)ＧＦＲＰ／ＣＦＲＰ變形性能比３號(hào)試件差．６號(hào)試件中由于ＧＦＲＰ能有效約束ＣＦＲＰ隨機(jī)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(yàn)２．１試驗(yàn)方案通過(guò)ＧＦＲＰ／ＣＦＲＰ拉伸試驗(yàn)和混雜效應(yīng)分析，ＧＦＲＰ／ＣＦＲＰ選用３號(hào)混雜方式．試驗(yàn)設(shè)計(jì)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(bào)（自然科學(xué)版）第４２卷

中主裂紋的失穩(wěn)擴(kuò)展，可以采用線彈性斷裂力學(xué)的原理來(lái)分析其主裂紋擴(kuò)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(kāi)裂，裂紋迅速擴(kuò)展，假設(shè)其裂紋尖端Ａ的應(yīng)力強(qiáng)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(kāi)裂后，此時(shí)鋼筋的作用相當(dāng)于一對(duì)集中力（Ｐｒ）作用力作用在裂紋面上，產(chǎn)生一個(gè)反向的應(yīng)力強(qiáng)度因子ＫＰｒ，阻止裂紋的失穩(wěn)擴(kuò)展，裂紋尖端的應(yīng)力強(qiáng)度因子ＫＩＢ＝ＫＩＡ－ＫＰｒ；圖４（ｃ）為ＧＦＲＰ／ＣＦＲＰ混雜纖維加固混凝土梁，梁開(kāi)裂后，混雜纖維的作用相當(dāng)于在起裂點(diǎn)施加了一個(gè)反向的集中力ＰＨＦＲＰ，裂紋尖端的應(yīng)力強(qiáng)度因子ＫＩＣ＝ＫＩＡ－ＫＨＦＲＰ．由于ＧＦＲＰ／ＣＦＲＰ混雜纖維的斷裂韌性好，裂紋擴(kuò)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(kuò)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(qiáng)調(diào)的是，對(duì)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(shí)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(shí)形成的是中心裂紋．因此，層間混雜纖維設(shè)計(jì)時(shí)，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(jìn)行解

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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碩士論文
[1]復(fù)合鋼筋混凝土新結(jié)構(gòu)研究與“放”“阻”結(jié)合的裂縫控制新方法[D]. 何小兵.重慶交通學(xué)院 2004



本文編號(hào)：3616072