FRP网-锚固件联合加固砖砌体墙的抗震性能研究

FRP grid as an advanced fiber reinforced polymer composites has being increasingly used in earthquake strengthening masonry structures. Debonding at the FRP-to-masonry interface is one of the predominant failure modes under the cyclic loading (i.e. earthquake). The appearance of anchorage system (i.e. fiber anchor) can improve the bond performance, restrict the debonding failure and eventually promote the seismic performance of the strengthened structures. The seismic performance of the hybrid FRP grid-anchor system strengthening masonry walls is not well understood. The proposed project is mainly concerned with the seismic performance of a hybrid FRP grid-anchor system strengthening masonry walls. In order to develop an outstanding masonry wall seismic retrofitting technology of utilizing the FRP grid-anchor system, the interfacial bond-slip relationship of FRP grid-anchor system-to-masonry under cyclic loading will be produced by a combined analytical, numerical and experimental study. The seismic performance of the hybrid FRP grid-anchor system strengthening masonry walls will be investigated in order to develop a design recommendation. There are significant social and economic benefits with increasing the earthquake resistance of masonry structures.

FRP网作为一种新形式的纤维复合材料已经开始应用于砌体结构的抗震加固。FRP网与砌体界面的剥离破坏是FRP网加固砌体结构在循环荷载（如地震）作用下的一种主要破坏模态。通过施加锚固措施（如纤维锚固件）可以提升界面的粘结性能，延缓剥离破坏的发生，改善加固结构的抗震性能。然而针对FRP网-锚固件组合加固砖砌体墙的研究还十分不足。本项目将研究FRP网-锚固件联合加固砖砌体墙的抗震性能。拟通过理论分析，试验和有限元模拟提出循环荷载下FRP网-锚固件与砌体界面的粘结-滑移模型并确定一种抗震性能较好的FRP网-锚固件联合加固技术，在此基础上结合加固砖砌体墙的试验和有限元分析探明粘结界面及整体结构的损伤及地震破坏机理，并最终提出FRP网-锚固件联合加固砌体结构的抗震设计方法。研究成果将能提高我国工程建设的防灾减灾能力，减少因地震引起的生命财产损失，具有显著的社会和经济效益。

砌体结构由于自重大、强度低、整体性差等一系列原因，导致其在地震作用下会遭受严重的破坏。FRP作为一种高强、轻质、耐久性好的复合材料， 近年来已经被广泛的应用于既有结构的加固和修复。相比传统FRP片材，FRP网作为一种由双向纤维制成的新型纤维复合材料更适合加固墙板类构件。同时，通过施加锚固措施可以提升界面的黏结性能，延缓剥离破坏的发生，改善加固结构的抗震性能。本项目以FRP网-锚固件联合加固砖砌体墙的抗震性能为研究对象，主要研究了FRP束锚固件与砌体材料的锚固性能；循环荷载下FRP与砌体的粘结性能；FRP网-锚固件联合加固砌体墙体的抗震性能；FRP网-锚固件联合修复多层砌体墙体的抗震性能；同时还研究了FRP网约束混凝土的轴压力学性能。通过本项目的研究，提出了一种优化的纤维锚固件制作方式；明确了影响FRP束与砌体材料锚固强度的关键参数及破坏机理；提出了一个模拟循环荷载下FRP与脆性材料界面性能的材料本构模型；明确了FRP网-锚固件联合加固砌体墙体的抗震性能及破坏机理；提出了一种综合考虑造价及抗震性能的加固方案；初步探明了FRP网-锚固件联合修复多层砌体墙体的抗震性能并提出了一系列相关的构造措施；提出了FRP网加固砌体墙体的抗震受剪承载力计算模型；初步探明了FRP网约束混凝土的轴压力学性能并提出了一种能有效提升延性的FRP约束混凝土方法。本项目的研究成果拓展了FRP加固技术及加固理论，尤其是纤维锚固件与砌体材料的锚固性能、FRP网-锚固件联合加固砌体墙体的施工工法、加固墙体的抗震性能及设计计算方法，具有一定的创新性，以及科学和工程实用价值。