大连理工大学硕士学位论文摘要随着我国对既有建筑和工程结构物的维修、加固数量的逐渐增加，玻璃纤维聚合物( G F R P ) 加固混凝土结构这种新兴的加固方法越来越多的被采用。本文主要通过对G F R P的一种特殊形式一G F R P 板箍的试验研究，来探讨其对混凝土柱加固后柱的力学性能和工程计算方法。首先本文通过制作大量的G F R P 板箍并对其进行材料性能试验，确定了计算G F R P 板箍的抗拉强度的公式a r G F R P = 聆【O “ G 如+ ( 1 一A o ) 】，总结和归纳了G F R P 板箍加固混凝土结构的工艺流程。其次通过对G F R P 板箍约束混凝土方柱的轴压试验研究，发现G F R P 板箍约束混凝土方柱后其强度和应变均显著提高。给出了约束混凝土方柱的峰值应力和峰值应变计算公rr 、们1 厂，、 式：正，。= 正l1 + 2 l 等II ，s 。= 6 0 1 + 2 7 ( 孚一1 ) l 。还根据试验结果回归给出了 LJ c ，jJc极限应力和极限应变的计算公式，并且给出了约束混凝土方柱的两阶段本构关系模型。本文还对G F R P 板箍加固钢筋混凝土轴心和偏心受压柱进行了试验研究，发现粘贴G F R P 板箍后，轴压和偏压柱的承载力和混凝土极限应变都有不同程度的提高，柱的延性增加。基于G F R P 板箍和箍筋的双重拱作用约束原理，给出G F R P 板箍和箍筋对钢筋混凝土柱截面的最小有效约束应力公式，并给出了和现行规范形式相应的加固柱轴压、大小偏压承载力计算公式，为以后的G F R P 板箍加固混凝士柱计算提供了设计依据。最后对G F R P 板箍加固混凝土柱的效果与玻璃纤维布加固混凝土柱的效果进行了对比，发现用板箍加固优点在于施工工艺简单稳定，缺点在于加固效果稍逊于用布加固。G F R P 板箍加固混凝土柱的力学性能试验研究B e h a v i o ro f C o n c r e t eC o l u m n sC o n f i n e dw i t hG F R PH o o p sA san e wk m do fs t r e n # a e n i n gs t r u c t u r eo fc o n c r e t e ，G l a s sF i b e r - R e i n f o r c e dP o l y m e r( G F R P ) i si n t r o d u c e di n e r e a s i 衅yw h e nm o l eo l db u i l d i n g sa n ds t r u c t u r e sn e e dm a i n t a i n i n g F o rd i s c u s s i n gt h eb e h a v i o ro fd y n a m i c sa n dm e t h o do fc a l c u l a t i n go far e i n f o r c e dc o l u m n w 期删w i t hG F R Ph o o p s as p e c i a lf o r m so f G F R P F i r s to f a l lt h em a t e r i a le a p a h i l i t yo f G F R Ph o o p si st e s t e db yp r o d u c i n gl o t so f t w ot y p e s ,a n dd e d u c et h ef o r m u l a 仃黜= n l 盯G 一G + o - R ( 1 一A 6 ) Jw h i c hc a nb eu s e dt oc o m p u t et h et e n s i l es t r e n g t ha n ds u mu pt h ep r o c e s so f s t r e n g t h e n i n gt h ec o n c l “ E t es t r u c t u r e S e c o n d l yb ys t u d y i n gt h es q u a r es e c t i o no f c o n c r e t ec o h m m sc o n f i n e dw i t hG F R Ph o o p sw h e ns u b j e c t e dt oa x i a lf o r c e s ，i ti sf o u n d e dt h a tt h ec a r r y i n gc a p a c i t ya n ds t r a i no f e o n f i n e dc o l t m a n sa 弛i m p r o v e do b v i o u s l y T h er e s t r i c t i o nt ot h ec o r ec o n c r e t ee n h a n c e s 嬲ar e s u l to fi n c r e a s i n gt h en u m b e r sO f G F R Ph o o p s T h ee f f e c to f r e s t r i c t i o ni sw e a k e n e db yt h ei n c r e a s i n go f t h es p a c e b e t w e e n 咖G F R Pb a r s T h e e f f e c t o f c o n c r e t e c o l u m n s w r a p p e d w i t h G F R Pb a r si sn o t 鹪9 0 0 da sw h i c hw m p p e Aw i t hG F R Ph o o p sf u l l y T h eu l t i m a t es t r e s sa n ds t r a i n一蹈o r c o l u m n s a r e g i v e n ：屯斗m 时”I , E c , c - = E 0 卜，c 知 ，S Ot h em o d e lo f s t r e s s - s t r a i ni sc o n f e r m e d T h i r d l yb yt e s t i n gt h ec o n c r e t ec o l t m a n sw r a p p e dw i t hG F R Ph o o p sw h e ns u b j e c t e dt oa x i a la n de c c e n t r i cf o r c e s , i ti sf o u n d e dt h a tt h eu l t i m a t es t r e s sa n ds t r a i no f c o n f i n e dc o l u m n sa r ei m p r o v e di nal i t t l ev l m a t i o r LT h es t r e n g t l 瓯s t a i na n dd u c t i l i t ya r ei n c r e a s e do na c c o u n to ft h eq u a n t i f i e so f G F R Ph o o p s T h ee f f e c to f r e s t r i c t i o nd e g l e 删b yt h ei n c r e a s i n go f t h es p a c eb e t w e e nt w oG F R Pb a r s T h ee f f e c to fc o n c r e t ec o l u m n sw r a p p e dw i t hG F R Pb a r sc 姐n o tc o m p e t ew i t hw h i c hw r a p p e dw i t hG F R Ph o o p sf u l l y B a s e do nt h e o r yo fd o u b l ea r c h i n g ，af o r m u l ao f t h em i n i l l l U r l ar e s t r i c t i o ns U e s sa n df o r m u l a so f e c c e n t r i cs t r e n g t ht h a ta c c o m m o d a t ew i t hc u r r e n td e s i g ns p e c i f i c a t i o na r ep r o d u c e dw h i c ho f f e rb a s e so f c a l c u l a t i n ga n dd e s i g n i n g T h ea d v a n t a g eo f c o n c r e t ec o l u m n sw 翔p p e dw i t hG F R Ph o o p si st h a tc o n s t r u c t i o ns t e p s 黜s i m p l ea n ds t a b l ew h e r e a st h ed i s a d v a n t a g ei sh a v i n gl o w e re f f e c to nc o n f i n e dc o l u m n sw h e nc o m p a r e dw i t hG F R Pf a b r i c K e yW o r d h ：G F R Ph o o l mn 商响n 弛ic o n c r e t ec o 】| | n 咖噶；鲥曙昏剐旨曩j nr d a t i o m h i p大连理工大学硕士学位论文1 绪论1 1 玻璃纤维聚合物约束混凝土结构概述当今世界发达国家的新建建筑项目正在逐渐减少，但对既有建筑和工程结构物的维修、加固数量却逐渐增加，这是其经济发展到相对较高水平时的表现。我国建国和改革开放以来大规模建设的基础工程正陆续分批接近设计使用寿命期限，有的结构物设计不周，有的存在麓工缺陷，有的甚至超期服役，这些问题往往造成结构物的强度或刚度不能满足设计要求，如不及时处理，往往给结构留下严重的工程隐患。另外由于结构物受酸、碱、盐侵害以及风化、水渗透、冻融循环的影响，许多结构物出现了不同程度的损伤。许多建筑的使用功能由于发生改变，从而改变了原有结构的荷载分布，在建筑物的某些部位甚至大部分区域承载力超出原来的设计荷载要求“1 。我国目前处予经济建设的高速发展期，土木工程建设项目很多，绝大多数都是新建建筑项目。但是从发达国家建筑发展的趋势和历史来看，随著我国大型新建土木项目的完工、经济发展速度节奏的放缓。我国对既有建筑物、其它土木结构物的加固、维修和改造数量以及规模必然会迅速增加。因此从新世纪开始，我国将出现钢筋混凝土结构修复、补强、加固的浪潮四，并且会持续相当长的时间，而从目前国内外在加固领域的发展来看，外包钢套加固、粘钢加固、碳纤维复合材料加固、玻璃纤维聚合物加固是主要的方法跚。外包钢套加固的缺点在于旄工工艺比较复杂。粘钢加固的缺点为：它对基体混凝土标号、环境温度、相对湿度的要求高，X C 施- r - r 艺要求比较严格，需要专业队伍施工。碳纤维复合材料加固的优点是瑚；碳纤维复合材料有优异的化学稳定性，使经过补强和维修的结构具有极强的抗酸、碱、盐、紫外线侵蚀和防水能力，而且具有足够的适应气温变化的能力。纤维复合材料轻质高强，可以不增加结构