不同界面滑移模型下CFRP加固钢筋混凝土梁抗剪研究

作     者：姜冰 孙鉴峰 

作者机构：中交路桥华南工程有限公司 武汉建工集团股份有限公司 

出 版 物：《中外公路》 (Journal of China & Foreign Highway)

年 卷 期：2025年

学科分类：08[工学] 081402[工学-结构工程] 081304[工学-建筑技术科学] 0813[工学-建筑学] 0814[工学-土木工程] 

基　　金：新疆维吾尔自治区自然科学基金资助项目(编号:2020D01C027) 

主　　题：FRP-混凝土界面 黏结滑移模型 CFRP加固 钢筋混凝土梁 抗剪贡献 

摘      要：为研究不同FRP-混凝土界面黏结滑移模型对FRP加固钢筋混凝土梁抗剪性能的影响，该文设计并浇筑了5片钢筋混凝土矩形梁，其中4片梁分别采用碳纤维布（Carbon fiber reinforced plastic，CFRP）进行侧面条带间隔加固、条带连续加固、U形间隔加固以及U形连续加固方式，对试验梁进行加固混凝土梁的现场试验。同时，采用Abaqus有限元分析软件，选取3种已有的黏结滑移模型，构建了基于界面脱黏失效过程的有限元分析模型，并将分析结果与试验结果进行了对比。结果表明：有限元模拟与试验得到加固梁破坏过程和极限承载能力等有较好的吻合，试验所得抗剪承载力提升幅度13.5%～42.9%，而有限元模拟得到的提升幅度为5.5%～47.7%。脱黏前后界面的剪力和滑移变化曲线显示：FRP-混凝土的脱黏是瞬间产生的。在界面损伤后，CFRP条带所受剪力分担至相邻的条带，并进一步引起界面损伤导致条带的剥离；最终，CFRP加固混凝土梁的破坏形式都是由于CFRP的逐步剥离导致梁的极限承载能力不足。不同的黏结滑移关系下，界面损伤的发展存在差异，进而影响了FRP条带的剥离过程，并最终影响整体的FRP抗剪贡献。在相同加固形式下，使用不同黏结滑移关系的模拟结果显示，其CFRP抗剪贡献的误差在0.1%～15.9%之间。其中，Nakaba模型下的CFRP抗剪贡献表现得更安全，而Lu模型则总体上具有更好的模拟效果。