[发明专利]提高FRP加固结构延性和FRP利用率的方法

说明书

技术领域

本发明涉及FRP加固领域，特别是涉及提高FRP加固结构延性和FRP利用率的方法。

背景技术

纤维增强复合材料(Fibre Reinforced Polymer/Plastic，简称FRP)，以其轻质、高强、耐腐蚀、加工便捷等显著优点被广泛的应用于结构加固之中。目前国际上使用最广泛、研究最深入的就是外贴FRP加固技术，又称EB-FRP加固技术。EB-FRP加固技术的做法是将FRP片材使用环氧树脂直接粘贴到要加固的结构上，这样结构上的荷载就通过环氧树脂这种粘结剂将荷载传递给FRP材料，从而使得FRP为原结构分担其难以承受的荷载，通过这样的方法达到加固的效果。由此不难看出，FRP和混凝土之间的粘结强度将对FRP加固混凝土结构的加固效果起着决定性作用。然而，目前大量的实验研究表明，FRP-混凝土粘结界面是比较脆弱的，十分一致的表现为以FRP从混凝土上剥离为典型破坏形态的剥离破坏。这种破坏存在着着显著的缺点：(1)FRP利用率低，仅达到30％左右的利用率时FRP就从混凝土界面上剥离，这对强度非常高的FRP材料来说是一种极大的浪费，同时也增加了经济成本；(2)延性较差，破坏模式属于脆性破坏。脆性破坏是一种突然的破坏，从破坏发生到建筑物倒塌时间极短，是工程中禁止出现的，因为当被加固结构受到外界作用的影响，如房屋使用功能变化、地震等，一旦结构发生脆性破坏房屋就会突然倒塌，人根本没有时间逃生，这样将对人们的生命安全造成极大的威胁。因此，寻求一种以提升FRP加固结构延性并提高FRP利用率的方法就成了解决限制外贴式FRP加固技术发展和应用的瓶颈的当务之急。

目前，针对控制FRP剥离世界各地的学者们提出了一些克服的方法：FRP U型箍锚固法、FRP机械锚固、FRP嵌入式锚固法等。这些方法对FRP剥离的抑制作用是显著的，但是遗憾的是却无法保证FRP加混凝土固结构的延性。这也就意味着EB-FRP加固技术脆性破坏的本质并未改变，也就是说EB-FRP加固技术最致命的弱点—脆性破坏的问题并未从根本上解决，这是十分遗憾的。鉴于此，本专利将提出一种以提高FRP结构延性和FRP利用率的方法来解决现存的脆性破坏难题。

发明内容

本发明的目的是提供一种具有高延性和高利用率的提高FRP加固结构延性和FRP利用率的方法。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：本发明提供了一种提高FRP加固结构延性和FRP利用率的方法，所述FRP加固结构包括有端部锚固装置、FRP片材、膨胀螺栓和粘结剂，所述端部锚固装置和所述FRP片材是连接在一起的，所述端部锚固装置是由低碳钢钢板加工而成，所述端部锚固装置上设置有锚固段、变形段和连接段，在所述锚固段上设置有两个圆形孔，在每个所述圆形孔上安装有一膨胀螺栓，所述锚固段与所述连接段之间通过所述变形段连接，所述变形段的宽度可变，所述变形段的极限强度小于所述FRP片材的极限强度，在所述连接段上开有矩形通槽，所述FRP加固结构中有成对设置的所述端部锚固装置，每一对成对布置的端部锚固装置中的矩形通槽与一所述FRP片材进行连接；所述方法包括：

在待加固混凝土的加固区域内布置两个预打孔，其中，所述两个预打孔之间的距离与所述圆形孔之间的距离相同；

将所述粘结剂涂在待加固混凝土的加固区域内；

将所述端部锚固装置和所述FRP片材粘结在所述粘结剂上；

将所述膨胀螺栓穿过所述锚固装置上的所述圆形孔压入所述预打孔中。

可选的，所述变形段的宽度越宽，所述变形段的极限强度越大。

可选的，所述圆形孔的直径与所述预打孔的直径相同，所述预打孔的直径比所述膨胀螺栓的直径大。

可选的，所述粘结剂为环氧树脂。

可选的，所述变形段与所述锚固段的连接处和所述变形段与所述连接段的连接处均做平滑变截面过渡处理。