一种FRP布材抗弯加固钢筋混凝土梁附加锚固方法

技术领域

本发明涉及一种FRP布材抗弯加固钢筋混凝土梁附加锚固方法，属于结构工程技术领域。

背景技术

纤维增强复合材料(FRP)加固钢筋混凝土(R.C.)结构，具有高强高效、耐腐蚀和耐久性好、不增加构件的自重和体积、适用面广、施工便捷等明显的优点，因而在结构加固改造领域发挥着越来越重要的作用。

FRP应用于R.C.结构加固中，一个主要方面是梁抗弯加固。但大量的试验研究表明，用该方法加固的梁在达到极限承载力之前，常常发生早期剥离破坏。试验中经常可以观察到，发生剥离破坏时，纤维布的应力并未达到其抗拉强度，甚至还处在较低的应力水平，而且这种破坏很突然，属于脆性破坏。剥离破坏导致加固效果大幅度降低，FRP材料的强度得不到充分利用，这在很大程度上限制了FRP材料在土木工程加固修复领域的推广应用，如何抑制剥离破坏的发生成为FRP加固混凝土技术中的关键问题。而恰当的附加锚固措施是避免FRP布加固梁过早发生剥离破坏，提高钢筋混凝土梁极限承载力的有效手段，锚固效果的好坏直接关系到能否实现预期的加固效果。

为了抑制或避免早期剥离破坏的发生，工程实践中采用了各种不同的附加锚固措施，常见的有附加U型FRP箍、附加钢板U型箍、FRP端部附加锚栓等。但这些附加锚固措施都存在一定的不足。U型FRP箍会随着FRP材料的剥离产生一定的滑移，且容易在在转角处被剪断，极大地影响了锚固效果；采用钢板U型箍，钢板本身也存在剥离破坏问题且钢板U型箍施工较为复杂；对于附加锚栓锚固，只有当剥离发展到一定程度时，锚栓才能够对剥离起到一定抑制作用，且锚栓在开孔位置截断了FRP丝会引起应力集中，从而引起锚栓处FRP材料的破坏。因此，研发新型的附加锚固方法是解决上述问题的有效途径。

发明内容

本发明的目的是，针对FRP布加固梁过早发生剥离破坏的现象，提出一种FRP布材抗弯加固钢筋混凝土梁附加锚固的方法，防止FRP布材早期剥离破坏的发生，充分利用FRP材料高强的优势。

本发明的技术方案是，通过在钢筋混凝土梁底面开槽，并将FRP布材嵌贴于槽内，形成内锁锚固体系。所述方法步骤如下：

(1)在钢筋混凝土梁底面根据所需尺寸开槽，清理槽灰。

(2)对钢筋混凝土梁底面进行预处理，打磨平整，转角处打磨为光滑的倒角。

(3)根据需要剪裁FRP布材，并在钢筋混凝土底面、槽内涂刷底胶，不平整处用找平胶处理。

(4)在梁底面端部分别粘贴两层单向FRP布材，然后涂刷面胶，并将FRP布材嵌贴于钢筋混凝土梁底面，然后在槽内注满面胶形成内锁锚固体系。

槽深不宜小于15mm，否则无法嵌入纤维布，且无法保证纤维布的的粘贴质量，最大槽深可取混凝土保护层厚度，一般为15mm-25mm。槽宽范围以60mm至100mm为宜，宽度太窄则不方便嵌入纤维布，嵌入质量不易保证，而太宽则对梁底混凝土保护层造成较大损伤，使开裂荷载过低，裂缝开展过快，造成纤维布与混凝土保护层剥离。槽与槽之间的间距不应小于250mm，也不宜超过400mm，间距太小对混凝土保护层损伤过大，间距太大则造成所开槽数量不足，影响内锁锚固的效果。

适用于本发明方法抗弯加固所采用的FRP材料主要有：如碳纤维(CFRP)、玻璃纤维(GFRP)、芳纶纤维(AFRP)、玄武岩纤维(BFRP)等。

本发明与现有技术比较的有益效果是，采用本方法能加大FRP布与混凝土的粘贴表面积，抑制剥离，提高FRP材料的利用率，同时可以减少梁底面的表面处理工作量，对原混凝土损伤很小，而且成本低廉，施工便捷。采用本方法后能有效提高钢筋混凝土梁的极限承载力。

本发明适用于FRP布材抗弯加固钢筋混凝土梁的附加锚固。

附图说明

图1为FRP布材抗弯加固钢筋混凝土梁内锁锚固体系示意图

图2为FRP布材抗弯加固钢筋混凝土梁内锁锚固体系M-M横截面示意图

图中图号表示：(1)钢筋混凝土梁；(2)开槽；(3)FRP布材；A：FRP布(纤维方向0°)；B：FRP布(纤维方向90°)