常见的FRP加固钢筋混凝土结构有采用FRP布粘贴结构表面,或是通过基体(例如ECC、聚合物等)包裹FRP筋形成加固体系等。其中采用地聚合物(geopolymer也称矿物聚合物)包裹FRP筋形成的FRP增强地聚合物基体体系(FRGM)能够有效的延缓钢筋混凝土结构开裂,提高构件承载力,同时加固材料具有低碳环保、防火耐热的特点。
本教程通过复现Engineering structures 上的系列受弯试验,从有限元角度揭示了采用聚合物-CFRP加固后的RC梁受弯破坏机理。
教程共复现了5个受弯试验。其中一个为未加固的对比试件,4个采用聚合物加固试件的变化参数为CFRP直径(3/6/10)和基体有无钢纤维。
试验结果表明,采用聚合物-CFRP加固后的RC梁通常表现出三种不同的破坏形态:
1、 小直径的CFRP筋加固试件发生CFRP筋断裂
2、 增大CFRP筋直径混凝土发生压溃破坏
3、 大直径的CFRP筋加固试件在加固层发生脱粘
随着城市更新以及结构加固的兴起。不少课题组热衷于研究各种FRP加固RC结构的力学性能,其中有限元模拟亦现在的研究热点。同学往往对试件的多种破坏形态(筋断裂/混凝土压溃、脱粘)难以调试,且荷载-挠度曲线和试验吻合调试起来又摸不着头脑,本教程的模拟结果表明:
1、 模拟的破坏形态和试验结果一致,表明出三种不同的失效形态。
2、 有限元计算的荷载-挠度曲线与试验结果一致。