(2005-陆新征)FRP_混凝土界面粘结滑移本构模型

第26卷第4期

2005年8月

文章编号:1000-6869(2005) 04-0010-09建 筑 结 构 学 报Journal of Building Structures Vol. 26, No. 4Aug 2005

FRP 混凝土界面粘结滑移本构模型

陆新征, 叶列平, 滕锦光, 庄江波1121

(1. 清华大学土木工程系, 北京100084; 2. 香港理工大学土木与结构系, 香港)

摘要:FRP 混凝土界面的粘结滑移关系是FRP 加固混凝土结构受力分析的基础。由于FRP 混凝土界面受力情况的特殊性, 通常很难通过试验直接获得粘结滑移关系, 因而现有的粘结滑移本构模型或多或少存在一些问题。本文根据作者提出的细观单元有限元研究的结果, 建议了一组新的界面本构模型以及界面剥离强度计算公式。根据本构模型简化程度不同, 分别命名为:精确模型、简化模型和双线性模型。其中精确模型可以考虑不同界面胶层刚度的影响, 简化模型和双线性模型则适用于一般界面粘结胶层。通过与大量界面试验结果的对比表明, 本文建议的模型可以准确预测界面的剥离强度和剥离过程, 且精度优于现有各模型。

关键词:纤维增强复合材料(FRP) ; 界面粘结性能; 粘结滑移; 剥离强度

中图分类号:TU375 02 文献标识码:A

Bond slip model for FRP to concrete interface

L U Xinzheng 1, YE Lieping 1, TE NG Jinguang 2, Z HUANG Jiangbo 1

(1. Department of Civil Engineering, Tsinghua University, Beijing 100084, China; 2. Department of Civil and

Structural Engineering, The Hong Kong Polytechnic University, Hong Kong, China)

Abstract:The local fiber reinforced polymer (FRP) to concrete bond slip model is the fundamental relationship to analyse the behavior of FRP strengthened RC structures. Due to the peculiarity of the load bearing mechanism of FRP to concrete interface, it is hard to acquire their bond slip relationship directly from test, so the existing bond slip constitutive models have more or less unsolved problems. In this paper, a group of new models and the formulas for calculating the debonding strength of interface are presented based on the predictions of a meso scale finite element model. These models are named as Precise Model, Simplified Model and Bilinear Model respectively according to different levels of sophistication. Among them, the Precise Model can consider different stiffnesses of adhesive layer, while Simplified Model and Bilinear Model are suitable for nor mal adhesive layer. Through comparisons with the large test database, the suggested bond slip models are sho wn to provide more accurate predictions of both the debonding strength and the strain distribution in the FRP sheet than the e xisting models. Keywords:fiber reinforced polymer; interfacial bond property; bond slip model; debonding strength

混凝土之间的粘结是保证这两种材料共同工作的关

键。实际上, 很多FRP 加固混凝土结构都是因为界面

剥离而破坏的。因此, 为建立相应的设计计算方法, 安

外贴FRP(Fiberreinforced polymer 纤维增强复合材

料) 加固混凝土结构近年来发展非常迅速[1]。FRP 与

基金项目:国家自然科学基金重点资助项目(50238030) 及国家

自然科学基金对外交流与合作项目(50411130323) 。

作者简介:陆新征(1978- ) , 男, 安徽芜湖人, 讲师。

收稿日期:2004年7月1 引言全可靠地应用这项加固技术, 有必要对FRP 与混凝土的界面行为进行深入研究, 并提出准确可靠的界面粘结滑移本构模型。面内剪切试验(图1) 是研究FRP 与混凝土界面粘结性能的基本试验。尽管不同研究者使用的面内剪切的试验方法各有不同[2], 但通过研究发现, 不同试验方法对最终结果的影响并不大, 因为各种试验方法的受

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