疲劳荷载下FRP与混凝土界面的粘结-滑移关系及FRP受剪加固钢筋混凝土梁的疲劳性能

FRP在世界范围内被广泛应用于基础设施的加固、修复和改造，与之相关的加固结构的疲劳性能已经成为国内外加固领域关注的热点。在我国，研究疲劳荷载下RC（钢筋混凝土）结构的抗剪加固问题尤其重要。本项目将研究疲劳荷载下FRP与混凝土界面的粘结性能及FRP受剪加固RC梁的疲劳性能。采用FRP与混凝土搭接接头试验进行针对性试验研究，建立考虑材料疲劳损伤机理的精细有限元模型并进行参数分析，提出疲劳荷载下FRP与混凝土界面的粘结-滑移模型；基于该模型建立模拟FRP受剪加固RC梁疲劳破坏过程的有限元模型；进而结合试验研究和数值模拟探明考虑混凝土、钢筋及FRP相互作用的加固梁疲劳破坏机理；在此基础上研究尺寸效应、荷载条件等因素对加固梁疲劳性能及疲劳寿命的影响，从而建立疲劳荷载下外贴FRP受剪加固RC梁设计方法。预期成果既具有重要科学意义，又有广阔应用前景。

FRP 在世界范围内被广泛应用于基础设施的加固、修复和改造，与之相关的加固结构的疲劳性能已经成为国内外加固领域关注的热点。在我国，研究疲劳荷载下RC（钢筋混凝土）结构的抗剪加固问题尤其重要。本项目围绕疲劳荷载下FRP与混凝土界面的粘结性能及FRP受剪加固RC梁的疲劳性能这一关键科学问题，利用试验研究、理论分析及有限元模拟三种技术手段，分别对FRP与混凝土的界面粘结性能及FRP受剪加固RC梁的受力性能开展了深入的研究。本项目取得的主要研究进展包括：1）对疲劳荷载下FRP与混凝土界面的粘结性能进行了试验研究，提出了基于刚度系数的界面疲劳损伤模型；2）对循环荷载作用下FRP与混凝土界面粘结性能进行了有限元模拟，发现考虑界面损伤对FRP与混凝土界面粘结性能影响较大，而对钢筋与混凝土粘结性能影响很小；3）通过小梁试验优化了纤维锚具（Fiber achor）的布置，申请并获得了实用新型专利1项，并在此基础上对带锚固装置FRP受剪加固RC梁进行了静载试验，分析了锚固装置对FRP受剪加固RC梁力学性能的影响，为后续研究中进行带锚固装置FRP受剪加固RC梁疲劳性能试验研究奠定了基础；4）对抗剪加固RC梁中FRP破坏过程进行了理论分析，并分析了FRP与箍筋的抗剪相互作用，在此基础上提出了能考虑FRP与箍筋抗剪相互作用的新的强度模型，为提出考虑疲劳荷载影响的FRP受剪加固RC梁设计方法奠定了基础。本项目的主要研究成果已经发表4篇SCI收录期刊论文及4篇国际会议论文，申请并获得了实用新型专利1项。