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·30· 第 40 卷 第 22 期 2 0 1 4 年 8 月 山 西 建 筑 SHANXI AＲCHITECTUＲE Vol． 40 No． 22 Aug． 2014 文章编号: 1009-6825( 2014) 22-0030-02 FＲP 加固混 凝土构件的剥离性能研究综述 李 璐 黄丽华 ( 大连理工大学，辽宁 大连 116023) 摘 要: 通过建立带裂缝的混凝土加固梁新模型，根据混凝土的开裂程度，分析了裂缝周围混凝土与 FＲP 界面滑移量，探讨了裂缝 附近 FＲP 应变，从而得到了混凝土开裂对界面剥离破坏的影响，以供参考。 关键词: 加固，混凝土构件，剥离性能 中图分类号: TU375 文献标识码: A DOI:10.13719/j.cnki.cn14-1279/tu.2014.22.018 1 概述 纤维增强复合材料( FＲP) 自 20 世纪 80 年代起，逐渐开始在 土木工程施工中得到广泛应用。FＲP 是由高性能纤维经过编织 与环氧树脂等基材胶合凝固或经过高温固化而成的一种新型复 合材料。其具有轻质、耐久性能及力学性能好等特点，在加固混 凝土结构中代替传统加固方法，更好地完成加固施工工作。随着 研究的深入，众多文献表明［1-3］，大量 FＲP 加固混凝土的构件破坏 往往是由于 FＲP 与混凝土的剥离产生的。界面剥离破坏属于脆 性破坏，破坏时 FＲP 与混凝土均未能发挥到极限水平，造成材料 的浪费，并且由于其破坏前没有明显特征，也使得结构可靠性降 低。为此，大量学者对 FＲP 与混凝土之间的粘结性能进行了理论 与试验研究，提出了较为全面的结论。 2 界面粘结性能数值分析研究现状 Hugo C． Biscaia 等人［4］分别对线性和非线性粘结滑移关系下 的 FＲP—混凝土界面的剥离过程进行数值模拟与理论分析。该 性，失效荷载可提高 93% ～ 109% ，并且发现在剥离之前，混凝土 等级与 FＲP 片材最大应变之间近似呈线性关系。笔者的模型具 体如图 1 所示。 对称轴 对称轴 图 1 有限元模型网格划分示意图 Ahmed M． Sayed 等人［7］ 分别从梁宽、混 凝土强度、剪 切跨高 比、FＲP 厚度及粘贴形式 ( U 形锚固、全 梁锚固) 因素的考虑对 55 个样本进行数值模拟，对梁的极限抗剪力进行计算，得到可靠 的计算结果。侧面粘贴、U 形锚固、全梁粘贴 FＲP 形式得到的结 果精确度可以达到 0． 96，0． 95 和 0． 95，该模型如图 2 所示。 数值模拟方法运用了 Finite Difference Method 和 Newton-Ｒaphson Method，可成功对多个非线性粘结滑移关系进行计算，对剥离过 程进行预测。通过不同分析模型得到传递到 FＲP 板上最大荷载 表达式见表 1。 表 1 Fmax 表达式  Y Z X a=（505~1 010）mm P/2 P/2 A=2.05%AL=2 400 mm 准8@200 mm a=（505~1 010）mm  h= h=（300， 400，600）mm X Z b=（120， 分析模型Fmax 分析模型 Fmax表达式 精确塑性粘结滑移模型 Fmax = bf· 槡2GF·Ef·tf 线性上升粘结滑移模型 τ max·b f Fmax = α ·tanh( α1·Leff) 1 软化线性粘结滑移模型 τ max·b f Fmax = α ·sin( α2·Leff) 2 3 界面粘结性能理论研究现状 200，400）mm 数值模拟结果证实，Fmax 不受粘结滑移曲线影响，但 与 FＲP 刚度与断裂能存在一定关系，近似随着参数的平方根变化。FＲP 有效粘结长度与 FＲP 刚度有关，同时粘结滑移关系也与 FＲP 和 混凝土材料性能有关，这方面因素也同样对有限粘结长度造成 影响。 陆新征等人［5］采用尺寸在 0． 25 mm ～ 0． 5 mm 的单元来模拟 混凝土与 FＲP，两者之间未设粘结滑移单元，而是以混凝土单元 开裂来模拟界面剥离。数值模拟结果显示，界面粘结滑移与发生 的位置有关，当位于远离裂缝区域时，粘结滑移关系类似于面内 剪切模型，而当在裂缝处，当达到极限粘结强度，剥离即会发生， 并且粘结强度直接降为零。 Ｒ． Kalfat 等人［6］ 利用 ATENA3D 软件，对 FＲP 单向与双向锚 固混凝土构件进行数值模拟，其结果符合试验数据。数值模拟发 现，双向锚固构件显著提高了 FＲP 与混凝土粘结处的强度与延 为了更准确地预测 FＲP 与混凝土之间因粘结滑移而造成的 剥离破坏，各国学者分别根据弹性力学、断裂力学、损伤力学等经 典力学理论推导 FＲP 与混凝土