大應變FRP加固鏽蝕鋼筋混凝土柱的抗震性能研究

《大應變FRP加固鏽蝕鋼筋混凝土柱的抗震性能研究》是依託深圳大學，由隋莉莉擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：大應變FRP加固鏽蝕鋼筋混凝土柱的抗震性能研究
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：隋莉莉
• 依託單位：深圳大學

項目摘要

外貼纖維增強複合材料（FRP）增強混凝土舉微享結構技術以其高強、耐腐蝕等優點，成為對劣化混凝土結構力學性能修復的有效方法。然而，目前主流的幾種FRP材料因其彈性模量高、拉伸斷裂應變低（1.0%~3.0%）的脆斷性質受限於抗震加固。因此，本申請項目擬採用最新挨察道出現的大應變FRP（Large-Rupture-Strain FRP，簡稱LRS-FRP，斷裂應變≥5%）對鏽蝕鋼筋混凝土結構進行抗震加固，研究LRS-FRP加固鏽蝕鋼筋混凝土柱的抗震性能。項目擬從研究不同鏽蝕狀態（均勻銹盼試蝕與坑蝕）下的鋼筋受壓屈曲本構出發，逐步地開展LRS-FRP約束下鏽蝕鋼筋-混凝土粘結特性、LRS-FRP加固鏽蝕鋼筋混凝土柱的受壓力學性能、滯回特性（延性、耗能與剛度退化規律）及塑性鉸發展規律的系列研究，以深入揭示LRS-FRP對鏽蝕鋼筋混凝土柱抗震性能的增強機理，建立LRS-FRP加固鏽蝕鋼筋混凝土柱的抗酷應姜廈震設計方法。

結題摘要

外包FRP被認為是對鏽蝕鋼筋混凝土結構進行補強加固的一種經濟高效的方法，相對於傳統的脆斷性FRP材料（CFRP/GFRP/AFRP），一種全新的大應變FRP材料（LRS-FRP）具有剛度低、延性好等特點，其大應變的優勢使其在抗震加固中具有潛在的優越性。本項目立足於延長鏽蝕鋼筋結構的使用壽命，開展了採用LRS-FRP材料加固鏽蝕鋼筋混凝土柱抗震性能的研究。首先研究了均勻鏽蝕與坑鏽蝕後鋼筋的受壓屈曲特性，建立了鋼筋屈曲的力學本構；然後研究了LRS-FRP約束下鏽蝕鋼筋與混凝土的粘結性能，分析了CFRP與LRS-FRP約束對鏽蝕鋼筋-混凝土粘結性能增強機理的異同；接著分別研究了在軸心受壓和偏心受壓下LRS-FRP加固鏽蝕鋼筋混凝土柱的力學性能，建立了考慮LRS-FRP與鋼筋混凝土相互作用的約束混凝土柱的強度模型以及鏽蝕鋼筋的受壓屈曲模型；最後，研究了精兵永低周往復荷載作用下LRS-FRP加固鏽蝕鋼筋混凝土柱的滯回特性、塑性鉸發展規律及其受力鋼筋的屈曲特性，建立了LRS-FRP加固鏽蝕鋼筋混凝土柱的荷載-位移恢復力模型，揭示了LRS-FRP對鏽蝕鋼筋混凝土柱抗震性能的增強機理。本項目取得如下研究成果：1). 建立了坑蝕和均勻鏽蝕鋼筋的受壓屈曲力學本構，明確了LRS-FRP約束對鏽蝕鋼筋屈曲特性的影響機理。2). 建立了LRS-FRP 約束下鏽蝕鋼筋與混凝土的粘結強度、粘結滑移關係模型，明確了LRS-FRP 約束下對鏽蝕鋼筋-混凝土界面粘結特性影響機制。3). 明確了LRS-FRP 約束條件下鏽蝕鋼筋混凝土柱中鋼筋受壓屈曲的主要影響因素，建立了LRS-FRP 約束條件下鋼筋的受壓屈曲本構模型。4). 明確了鏽蝕鋼筋屈曲對LRS-FRP 斷裂應變的影響，建立了LRS-FRP 斷裂應變理論模型和經驗公式。5). 建立了考慮LRS-FRP 與鏽蝕鋼筋相互作用影響的約束混凝土柱軸壓強度模型、偏壓強度模型和往復荷載作用下的恢復力模型。6). 探明了鋼筋的鏽蝕程度和不同的約束剛度對加固構件的延性係數、耗能能力以及塑性鉸發展嬸漿嫌翻規律的影響，並建立了相關的預測模型。承欠祝7). 發表了SCI論文29篇，授權發明專利3項，授權實用新型專利2項；培養碩士研究生6名（4名畢業，2名在讀）。