不同界面滑移模型下CFRP加固钢筋混凝土梁抗剪研究

摘要

为研究不同FRP-混凝土界面黏结滑移模型对FRP加固钢筋混凝土梁抗剪性能的影响，该文设计并浇筑了5片钢筋混凝土矩形梁，其中4片梁分别使用碳纤维布（Carbon Fiber Reinforced Plastic,CFRP）进行侧面条带间隔加固、条带连续加固、U形间隔加固以及U形连续加固，并对试验梁进行现场加固试验。同时，采用Abaqus有限元软件，选取3种已有的黏结滑移模型，构建基于界面脱黏失效过程的有限元分析模型，并将分析结果与试验结果进行了对比。结果表明：有限元模拟结果与试验结果在加固梁破坏过程和极限承载能力等方面吻合较好，试验所得到的抗剪承载力提升了13.5%～42.9%，而有限元模拟得到的提升了5.5%～47.7%。脱黏前后界面的剪力和滑移变化曲线表明：FRP-混凝土的脱黏是瞬间发生的。界面损伤后，CFRP条带所受剪力转移至相邻的条带，并进一步引起界面损伤，导致条带剥离；最终，CFRP加固混凝土梁的破坏形式均为CFRP的逐步剥离，导致梁的极限承载能力不足。不同的黏结滑移关系下，界面损伤的发展存在差异，进而影响了FRP条带的剥离过程，并最终影响整体的FRP抗剪贡献。在相同加固形式下，采用不同黏结滑移关系的模拟结果显示，CFRP抗剪贡献的误差为0.1%～15.9%。其中，Nakaba模型下的CFRP抗剪贡献表现得更安全，而Lu模型的模拟效果总体更好。

关键词

FRP-混凝土界面 / 黏结滑移模型 / CFRP加固 / 钢筋混凝土梁 / 抗剪贡献