《加固片材與混凝土剪切強(qiáng)度試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》

中國(guó)工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)

加固片材與混凝土剪切強(qiáng)度試驗(yàn)方法

標(biāo)準(zhǔn)

Standardfortestmethodofshearstrengthbetweenstrengthened

laminateandconcrete

（征求意見(jiàn)稿）

主編單位：上海市建筑科學(xué)研究院有限公司

批準(zhǔn)單位：中國(guó)工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會(huì)

日期：2021年5月

1

目次

1總則................................................................................................................................................1

2術(shù)語(yǔ)和符號(hào)....................................................................................................................................2

2.1術(shù)語(yǔ).....................................................................................................................................2

2.2符號(hào).....................................................................................................................................2

3基本規(guī)定........................................................................................................................................4

4正拉試驗(yàn)........................................................................................................................................7

4.1試件制備.............................................................................................................................7

4.2試驗(yàn)方法.............................................................................................................................7

4.3試驗(yàn)結(jié)果與報(bào)告.................................................................................................................8

5單剪試驗(yàn)........................................................................................................................................9

5.1試件制備.............................................................................................................................9

5.2試驗(yàn)方法.............................................................................................................................9

5.3試驗(yàn)結(jié)果和報(bào)告...............................................................................................................10

6雙剪試驗(yàn)......................................................................................................................................12

6.1試件制備...........................................................................................................................12

6.2試驗(yàn)方法...........................................................................................................................14

6.3試驗(yàn)結(jié)果和報(bào)告...............................................................................................................15

7梁式試驗(yàn)......................................................................................................................................16

7.1試件制備...........................................................................................................................16

7.2試驗(yàn)方法...........................................................................................................................17

7.3試驗(yàn)結(jié)果和報(bào)告................................................................................................................17

本規(guī)程用詞說(shuō)明..............................................................................................................................19

引用標(biāo)準(zhǔn)名錄..................................................................................................................................20

2

CONTENTS

1GeneralProvisions...........................................................................................................................1

2TermsandSymbols.........................................................................................................................2

2.1Terms.....................................................................................................................................2

2.2MainSymbols.......................................................................................................................2

3BasicRequirements.........................................................................................................................4

4NormalBondingTest......................................................................................................................7

3.1TestPiecePreparation...........................................................................................................7

4.2estMethod............................................................................................................................7

4.3TestResultandReport..........................................................................................................8

5SimpleShearTest............................................................................................................................9

5.1TestPiecePreparation...........................................................................................................9

5.2estMethod............................................................................................................................9

5.3TestResultandReport........................................................................................................10

6DoubleShearTest..........................................................................................................................12

6.1TestPiecePreparation.........................................................................................................12

6.2estMethod..........................................................................................................................14

6.3TestResultandReport........................................................................................................15

7BeamTest......................................................................................................................................16

7.1TestPiecePreparation.........................................................................................................16

7.2TestMethod........................................................................................................................17

7.3TestResultandReport........................................................................................................17

Explanationofwordinginthisstandard..........................................................................................19

Listofquotedprovisions..................................................................................................................20

3

1總則

1.0.1為確保加固片材與混凝土粘結(jié)質(zhì)量，準(zhǔn)確評(píng)價(jià)加固片材與混凝土粘結(jié)性能，統(tǒng)一加固

片材與混凝土剪切強(qiáng)度的試驗(yàn)方法，制定本標(biāo)準(zhǔn)。

1.0.2本標(biāo)準(zhǔn)適用于實(shí)驗(yàn)室條件下以結(jié)構(gòu)膠粘劑為粘合材料粘合加固片材與混凝土，采用勻

速加載位移控制法進(jìn)行的正拉試驗(yàn)、單剪試驗(yàn)、雙剪試驗(yàn)和梁式試驗(yàn)。

【條文說(shuō)明】1.0.2本標(biāo)準(zhǔn)中的正拉試驗(yàn)、雙剪試驗(yàn)和梁式試驗(yàn)僅適用于FRP片材，單剪

試驗(yàn)可適用于FRP片材和鋼板。

1.0.3加固片材與混凝土剪切強(qiáng)度試驗(yàn)除應(yīng)符合本標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定外，尚應(yīng)符合國(guó)家現(xiàn)行有關(guān)標(biāo)

準(zhǔn)的規(guī)定。

【條文說(shuō)明】在執(zhí)行本規(guī)范的同時(shí)，尚應(yīng)配合使用現(xiàn)行有關(guān)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，如《建筑結(jié)構(gòu)加固

工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》GB50550-2010、《纖維增強(qiáng)復(fù)合材料建設(shè)工程應(yīng)用技術(shù)規(guī)范》

GB50608-2010、《混凝土結(jié)構(gòu)加固設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50367-2013等。

1

2術(shù)語(yǔ)和符號(hào)

2.1術(shù)語(yǔ)

2.1.1加固片材Strengthenedlaminate

外貼于混凝土結(jié)構(gòu)表面起加固作用的片材，包括FRP片材和鋼板。

2.1.2纖維復(fù)合材Fiberreinforcedpolymer(FRP)

用樹(shù)脂聚合物(如環(huán)氧樹(shù)脂、不飽和樹(shù)脂、乙烯基酯樹(shù)脂等)作為基底材料，高性能的纖維

作為增強(qiáng)材料與之膠合凝固，高溫固化并加以擠壓，拉伸成型的新型復(fù)合材料。

2.1.3FRP布FRPsheet

FRP材料的一種制品形式，包括單向、雙向或多向FRP纖維織物。

2.1.4FRP板FRPplate

連續(xù)FRP纖維單向或多向排列，并在工廠經(jīng)樹(shù)脂浸漬固化的板狀制品。

2.1.5FRP片材FRPlaminate

FRP布與FRP板的統(tǒng)稱。

2.1.6結(jié)構(gòu)膠粘劑structuraladhesive

用于結(jié)構(gòu)構(gòu)件粘結(jié)的、能長(zhǎng)期承受設(shè)計(jì)應(yīng)力和環(huán)境作用的膠粘劑，簡(jiǎn)稱結(jié)構(gòu)膠。

2.1.7底膠primer

用于基底處理的樹(shù)脂膠。

2.2符號(hào)

2.2.1作用及作用效應(yīng)：

P——正拉試件的最大荷載；

Pmax——單剪試件、雙剪試件的最大荷載；

Fmax——梁試件加固片材最大拉力；

2.2.2計(jì)算指標(biāo)：

f——正拉試件的正拉粘結(jié)強(qiáng)度；

Gf——單剪試件、雙剪試件、梁式試件的界面斷裂能；

τu——單剪試件、雙剪試件、梁式試件的粘結(jié)強(qiáng)度；

2.2.3幾何參數(shù)：

A——正拉試件鋼標(biāo)準(zhǔn)塊粘結(jié)面面積；

2

b——加固片材寬度；

t——加固片材厚度；

l——粘結(jié)長(zhǎng)度；

le——有效粘結(jié)長(zhǎng)度；

h——混凝土梁高；

bc——混凝土梁寬；

L——混凝土梁跨度；

2.2.4其他：

Ep——加固片材的彈性模量；

Ec——混凝土的彈性模量；

ε——加固片材應(yīng)變；

τ——局部粘結(jié)應(yīng)力；

dε——加固片材粘結(jié)區(qū)段兩端點(diǎn)的應(yīng)變之差；

dl——加固片材粘結(jié)區(qū)段長(zhǎng)度；

εmax——梁試件最大荷載時(shí)跨中處加固片材應(yīng)變；

fc——混凝土立方體抗壓強(qiáng)度。

3

3基本規(guī)定

3.1.1混凝土試塊應(yīng)在室內(nèi)澆水養(yǎng)護(hù)7天，然后在空氣中養(yǎng)護(hù)至少21天。對(duì)于加固對(duì)象明

確的混凝土結(jié)構(gòu)，制作試塊所用混凝土的配合比或強(qiáng)度應(yīng)與原結(jié)構(gòu)相似。對(duì)于加固對(duì)象明

確的混凝土結(jié)構(gòu)，混凝土試件強(qiáng)度不宜低于C30。

3.1.2澆筑混凝土試塊時(shí)，應(yīng)同步制作1組混凝土抗壓試塊和1組彈模試塊，并在試驗(yàn)當(dāng)天

分別對(duì)2組試塊完成抗壓強(qiáng)度和彈模測(cè)試。試塊制作與測(cè)試過(guò)程應(yīng)按照現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《混

凝土物理力學(xué)性能試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》GB/T50081及《混凝土結(jié)構(gòu)試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》GB/T50152

的要求進(jìn)行。

3.1.3加固片材的有效粘結(jié)長(zhǎng)度le應(yīng)按式（3.1.3）計(jì)算，并保留三位有效數(shù)字，單位為MPa：

EPt（）

le3.1.3

0.79fc

式中，Ep、t分別為加固片材的彈性模量和厚度，fc為預(yù)期的混凝土立方體抗壓強(qiáng)度。

3.1.4加固片材的實(shí)際粘貼長(zhǎng)度l應(yīng)取(le+50)mm和200mm的較大值。

3.1.5混凝土試塊的長(zhǎng)度不應(yīng)小于（l+40）mm和300mm的較大值。

3.1.6加固片材為FRP布時(shí)，粘貼時(shí)應(yīng)符合以下規(guī)定：

1將混凝土表面的待粘貼區(qū)打磨平整并清理干凈，用抹布擦去混凝土表面的粉末和灰

塵，如果表面有油應(yīng)使用丙酮將其擦凈，同時(shí)在非粘結(jié)區(qū)附加一層薄薄的隔離膜，以防止

FRP布與非粘結(jié)區(qū)混凝土之間的粘結(jié)；

2在混凝土表面的待粘貼區(qū)涂刷與FRP布配套的底膠，底膠指觸干燥時(shí)，其表面若

有凸起處，應(yīng)用細(xì)砂紙磨光，并應(yīng)重刷一遍，底膠涂刷完畢應(yīng)靜置固化至指觸干燥后一小

時(shí)內(nèi)粘貼FRP布；

3按設(shè)計(jì)尺寸裁剪FRP布，將配置好的FRP布粘結(jié)專用膠均勻涂抹于混凝土表面，

并迅速將裁剪好的FRP布敷在放線好的混凝土表面，F(xiàn)RP布應(yīng)充分展平，不得有褶皺；

4用專用刮板蘸少許結(jié)構(gòu)膠后順纖維方向在FRP布表面多次刮壓，擠除氣泡并使膠

液充分浸漬FRP布，F(xiàn)RP布的鋪層均勻壓實(shí)，刮壓時(shí)不得損傷FRP布；

5FRP布粘貼完畢后，尚應(yīng)在其表面均勻涂刷一道結(jié)構(gòu)膠。

3.1.7加固片材為FRP板時(shí)，粘貼時(shí)應(yīng)符合以下規(guī)定：

1將混凝土表面的待粘貼區(qū)打磨平整并清理干凈，用抹布擦去混凝土表面的粉末和灰

塵，如果表面有油，應(yīng)使用丙酮將其擦掉，同時(shí)在非粘結(jié)區(qū)附加一層薄薄的隔離膜，以防

4

止FRP板與混凝土之間的粘結(jié)；

2在混凝土表面的待粘貼區(qū)涂刷與FRP板配套的底膠，底膠指觸干燥時(shí)，其表面若

有凸起處，應(yīng)用細(xì)砂紙磨光，并應(yīng)重刷一遍，底膠涂刷完畢應(yīng)靜置固化至指觸干燥后，方

可繼續(xù)操作；

3按設(shè)計(jì)尺寸裁剪FRP板，用工業(yè)丙酮或無(wú)水酒精擦拭纖維板的粘貼面，至白布擦

拭檢查無(wú)碳微粒為止。當(dāng)采用表面未經(jīng)粗糙化處理的FRP板時(shí)，應(yīng)將FRP板粘貼面打磨

處理；

4將配置好的FRP板粘結(jié)專用膠立即涂在FRP板上，涂抹時(shí)應(yīng)使膠層在板寬方向呈

中間厚、兩邊薄的形狀，平均厚度為1.5mm~2.0mm；

5將涂好膠的FRP板貼在放線好的混凝土表面，應(yīng)用滾筒順纖維方向均勻平穩(wěn)壓實(shí)，

并應(yīng)使膠液有少量從纖維板兩側(cè)邊擠出，保證密實(shí)無(wú)空洞，壓實(shí)時(shí)不得使FRP板發(fā)生滑移

錯(cuò)位；

3.1.8加固片材為鋼板時(shí)，粘貼時(shí)應(yīng)符合以下規(guī)定：

1將混凝土表面的待粘貼區(qū)進(jìn)行打毛，并應(yīng)符合現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《建筑結(jié)構(gòu)加固工程施

工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》GB50550的要求；

2鋼板的待粘貼面進(jìn)行除銹和糙化處理，并應(yīng)符合現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《建筑結(jié)構(gòu)加固工程

施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》GB50550的要求；

3攪拌好的粘貼鋼板專用結(jié)構(gòu)膠應(yīng)同時(shí)涂刷在鋼板和混凝土粘合面上，粘貼時(shí)采用俯

貼方式，且膠層宜中間厚、邊緣薄，粘貼后的膠層平均厚度控制在2mm~3mm；

4鋼板粘貼時(shí)表面應(yīng)平整，段差過(guò)渡應(yīng)平滑，不得有折角；

5鋼板粘貼后應(yīng)進(jìn)行均勻加壓固定，可選用夾具加壓法或錨栓加壓法，加壓點(diǎn)宜位于

粘貼區(qū)的中點(diǎn)處，如粘結(jié)長(zhǎng)度大于300mm時(shí)，宜在粘貼區(qū)三分點(diǎn)處各設(shè)置一個(gè)加壓點(diǎn)。

加壓時(shí)，應(yīng)按膠縫厚度控制在2mm~2.5mm進(jìn)行調(diào)整。

3.1.9粘貼加固片材應(yīng)在5℃~35℃的室內(nèi)完成。

3.1.10粘貼完畢后應(yīng)靜置固化，并應(yīng)按膠粘劑產(chǎn)品說(shuō)明書(shū)規(guī)定的固化環(huán)境溫度和固化時(shí)間

進(jìn)行養(yǎng)護(hù)。當(dāng)達(dá)到7d時(shí)，應(yīng)先采用D型邵氏硬度計(jì)檢測(cè)膠層硬度，據(jù)以判斷其固化質(zhì)量，

邵氏硬度≥70為合格，可進(jìn)行后續(xù)試驗(yàn)。若邵氏硬度＜70，應(yīng)揭去重貼，并改用固化性能

良好的結(jié)構(gòu)膠。

【條文說(shuō)明】試件粘貼完畢、結(jié)構(gòu)膠固化強(qiáng)度符合要求情況下，試件需進(jìn)行后續(xù)養(yǎng)護(hù)。養(yǎng)

護(hù)過(guò)程中，如果濕度對(duì)加固片材性能沒(méi)有影響或影響很小，可不控制相對(duì)濕度。環(huán)境濕度

5

和溫度對(duì)加固片材影響，可參考ISO291-2008.

3.1.11試驗(yàn)加載設(shè)備宜選用電液伺服萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)，最大荷載應(yīng)能滿足試驗(yàn)要求，具備位移

加載模式。

3.1.12試驗(yàn)加載采用位移控制，應(yīng)以0.1mm/min~1mm/min的速率進(jìn)行勻速加載。

3.1.13試件破壞模式包括粘結(jié)界面破壞、混凝土基層破壞、加固片材拉斷、加固片材撕裂、

加固片材夾持滑落等。粘結(jié)界面破壞、混凝土基層破壞及兩者混合破壞均為有效破壞模式，

其余破壞模式均為不正常破壞。

【條文說(shuō)明】粘結(jié)界面破壞、混凝土基層破壞及兩者混合破壞模式下均可獲得計(jì)算加固片

材的界面斷裂能、粘結(jié)強(qiáng)度等參數(shù)的有效試驗(yàn)數(shù)據(jù)，其余破壞模式下獲得的試驗(yàn)數(shù)據(jù)不能

作為計(jì)算使用。

3.1.14當(dāng)試驗(yàn)試件發(fā)生不正常破壞時(shí)，該試件的試驗(yàn)結(jié)果作廢，并應(yīng)使用相同配合比混凝

土和相同規(guī)格加固片材制備試樣并進(jìn)行附加試驗(yàn)。

6

4正拉試驗(yàn)

4.1試件制備

4.1.1本章內(nèi)容僅適用于FRP片材與混凝土粘貼剪切強(qiáng)度試驗(yàn)。

4.1.2正拉試驗(yàn)試件應(yīng)按照?qǐng)D4.1.2進(jìn)行設(shè)計(jì)。正拉試件由一個(gè)混凝土試塊、粘貼干試塊表

面的FRP片材和鋼標(biāo)準(zhǔn)塊組成，F(xiàn)RP片材的尺寸為40mm×40mm，混凝土試塊的尺寸為

70mm×70mm×40mm。鋼標(biāo)準(zhǔn)塊粘貼面尺寸為40mm×40mm，通過(guò)粘結(jié)劑分別與混凝土試

塊和鋼標(biāo)準(zhǔn)塊粘結(jié)。

注：1—混凝土試塊；2—粘貼好的FRP片材；3—鋼標(biāo)準(zhǔn)塊；4—預(yù)刻槽

圖4.1.2正拉試驗(yàn)試件設(shè)計(jì)圖

4.1.3鋼標(biāo)準(zhǔn)塊宜采用45號(hào)碳鋼制作。鋼標(biāo)準(zhǔn)塊表面應(yīng)采用噴砂或其他機(jī)械方法進(jìn)行粗糙

化處理。鋼標(biāo)準(zhǔn)塊可重復(fù)使用，使用前應(yīng)完全清除粘結(jié)面上的膠層或混凝土，且在粘貼前

應(yīng)進(jìn)行表面粗糙化處理。在混凝土試塊上粘貼好FRP片材后，用結(jié)構(gòu)膠粘貼鋼標(biāo)準(zhǔn)塊，在

粘貼過(guò)程中盡可能保證鋼標(biāo)準(zhǔn)塊底面處于一個(gè)水平面上。

4.1.4結(jié)構(gòu)膠固化后，用混凝土切割機(jī)在鋼標(biāo)準(zhǔn)塊周圍刻槽，深度為3mm~12mm。

4.1.5每組試件的數(shù)量不應(yīng)少于5個(gè)。

4.2試驗(yàn)方法

4.2.1將制備好的正拉試件安裝到試驗(yàn)機(jī)上，使試件中心線與試驗(yàn)機(jī)的中心軸相一致，試件

加載方式如圖4.2.1所示。

7

注：1-混凝土試塊；2-粘貼好的FRP片材；3-鋼標(biāo)準(zhǔn)塊；4-預(yù)刻槽；5-鋼夾具

圖4.2.1正拉試件加載示意圖

4.2.2試驗(yàn)過(guò)程中實(shí)時(shí)采集試驗(yàn)荷載并觀察破壞形式，試件發(fā)生破壞后停止試驗(yàn)。

4.3試驗(yàn)結(jié)果與報(bào)告

4.3.1正拉試件的正拉粘結(jié)強(qiáng)度f(wàn)應(yīng)按式（4.3.3）計(jì)算，并保留三位有效數(shù)字，單位為MPa：

P

f(4.3.3)

A

式中：P為試樣破壞時(shí)的荷載值，單位為N；A為鋼標(biāo)準(zhǔn)塊的粘結(jié)面面積，單位為mm2。

4.3.2試驗(yàn)報(bào)告應(yīng)包括但不限于以下內(nèi)容：

1FRP片材的名稱、制造日期、生產(chǎn)批號(hào)、生產(chǎn)廠家名稱；

2FRP片材和結(jié)構(gòu)膠的類型；

3FRP布或FRP板注明其單位面積FRP質(zhì)量和干燥片材密度；

4試件的制作日期和結(jié)構(gòu)膠固化期；

5試件養(yǎng)護(hù)的溫度、濕度和持續(xù)時(shí)間；

6試件的唯一性標(biāo)識(shí)；

7試驗(yàn)日期、試驗(yàn)溫度和加載速率；

8混凝土的配合比及試驗(yàn)當(dāng)天的立方體抗壓強(qiáng)度；

9每個(gè)試件的破壞模式；

10每個(gè)有效破壞模式試件的粘結(jié)強(qiáng)度，以及每組試件粘結(jié)強(qiáng)度平均值；

8

5單剪試驗(yàn)

5.1試件制備

5.1.1本章內(nèi)容適用于FRP片材和鋼板與混凝土粘貼剪切強(qiáng)度試驗(yàn)。

5.1.2單剪試驗(yàn)試件應(yīng)按照?qǐng)D5.1.2進(jìn)行設(shè)計(jì)。單剪試件由一個(gè)混凝土試塊和粘貼于試塊表

面的加固片材組成，混凝土試塊的截面尺寸為150mm×150mm，長(zhǎng)度不應(yīng)小于300mm，粘

貼長(zhǎng)度不應(yīng)小于200mm。加固片材的寬度為50mm，當(dāng)加固片材的有效粘結(jié)長(zhǎng)度超過(guò)

200mm時(shí)，粘貼長(zhǎng)度應(yīng)至少達(dá)到有效粘結(jié)長(zhǎng)度。當(dāng)加固片材為FRP布時(shí)，夾持區(qū)的雙面

宜采用環(huán)氧樹(shù)脂粘貼鋁片，以防加載時(shí)FRP布發(fā)生纖維撕裂。

注：1—混凝土試塊；2—加固片材；3—非粘結(jié)區(qū)；4—粘結(jié)區(qū)；5—夾持區(qū)；6—結(jié)構(gòu)膠；a—粘結(jié)長(zhǎng)度。

(a)正視圖(b)側(cè)視圖

圖5.1.2單剪試驗(yàn)的試件設(shè)計(jì)圖

5.1.3每組試件的數(shù)量不應(yīng)少于5個(gè)。

【條文說(shuō)明】5.1.2單剪試驗(yàn)的離散性較大，課題組經(jīng)過(guò)大量試驗(yàn)表明每組試件的數(shù)量不小

于5個(gè)時(shí)，不同加固片材的試驗(yàn)結(jié)果變異系數(shù)均可控制在15%以內(nèi)。

5.2試驗(yàn)方法

5.2.1將制備好的單剪試件安裝到試驗(yàn)機(jī)上，使試樣中加固片材的中心線與試驗(yàn)機(jī)的中心軸

相一致，試驗(yàn)裝置如圖5.2.1所示?；炷猎噳K上表面嵌固厚度應(yīng)為混凝土試塊厚度的一半。

【條文說(shuō)明】5.2.1試塊上表面嵌固厚度定為試塊厚度的一半，與實(shí)際工程中真實(shí)受力情況

更為相符，試驗(yàn)結(jié)果可以更加真實(shí)地反應(yīng)連接強(qiáng)度。如果采用全嵌固固定方式，混凝土可

能對(duì)加固片材產(chǎn)生額外約束，使試驗(yàn)結(jié)果相對(duì)于真實(shí)情況偏高。

9

(a)正立面(b)側(cè)立面

圖5.2.1單剪試驗(yàn)裝置示意圖

5.2.2位移計(jì)應(yīng)分別在試件正面的加固片材粘結(jié)區(qū)加載端和自由端左右各布置1個(gè)，用以測(cè)

量加固片材加載端和自由端的位移變化。

5.2.3為獲取加固片材的有效粘結(jié)長(zhǎng)度，應(yīng)在片材中心線上布置應(yīng)變片，且靠近加載端應(yīng)較

密布置、遠(yuǎn)離加載端可稀疏布置，應(yīng)變片最大間距不宜大于20mm。

5.2.4試驗(yàn)過(guò)程中實(shí)時(shí)采集試驗(yàn)荷載、位移和應(yīng)變數(shù)據(jù)。試件發(fā)生破壞后停止試驗(yàn)。

5.3試驗(yàn)結(jié)果和報(bào)告

5.3.1單剪試件的界面斷裂能Gf應(yīng)按式（4.3.2）計(jì)算，并保留三位有效數(shù)字，單位為N/mm：

P2

max(5.3.1)

Gf2

8bEpt

式中：Pmax為最大荷載，單位為N；b為加固片材的寬度，單位為mm；Ep為加固片材的

彈性模量，單位為N/mm2；t為加固片材的厚度，單位為mm，對(duì)于FRP布和FRP板可采

用名義厚度。

2

5.3.2單剪試件的粘結(jié)強(qiáng)度τu應(yīng)按式（5.3.2）計(jì)算，并保留三位有效數(shù)字，單位為N/mm：

Pmax

u(5.3.2)

ble

5.3.3le應(yīng)依據(jù)首次加載至90%Pmax時(shí)的局部粘結(jié)應(yīng)力τ-粘結(jié)長(zhǎng)度l曲線確定，具體數(shù)值為峰

值粘結(jié)應(yīng)力τmax兩側(cè)的應(yīng)力值為10%τmax曲線點(diǎn)的水平距離，如圖5.3.3所示。

10

圖5.3.3有效粘結(jié)長(zhǎng)度計(jì)算示意圖

【條文說(shuō)明】圖5.3.3中，藍(lán)色曲線表示90%Pmax下的加固片材應(yīng)變?chǔ)?粘結(jié)長(zhǎng)度l曲線，

應(yīng)根據(jù)應(yīng)變測(cè)量結(jié)果進(jìn)行繪制；紅色曲線表示90%Pmax下的τ-l曲線，應(yīng)根據(jù)ε-l曲線進(jìn)行

繪制，局部粘結(jié)應(yīng)力τ可視為某一粘結(jié)區(qū)段的平均粘結(jié)應(yīng)力，應(yīng)按式（5.3.3）計(jì)算，并保留

三位有效數(shù)字，單位為N/mm2：

d

Ept

dl(5.3.3)

式中，dε為該粘結(jié)區(qū)段兩端點(diǎn)的加固片材應(yīng)變之差，dl為該粘結(jié)區(qū)段的長(zhǎng)度。

5.3.4試驗(yàn)報(bào)告應(yīng)包括但不限于以下內(nèi)容：

1加固片材的名稱、制造日期、生產(chǎn)批號(hào)、生產(chǎn)廠家名稱；

2加固片材和結(jié)構(gòu)膠的類型；

3加固片材為FRP布或板時(shí)，注明其單位面積FRP質(zhì)量和干燥片材密度；

4試件的制作日期和結(jié)構(gòu)膠固化期；

5試件養(yǎng)護(hù)的溫度、濕度和持續(xù)時(shí)間；

6試件的唯一性標(biāo)識(shí)；

7試驗(yàn)日期、試驗(yàn)溫度和加載速率；

8加固片材的試件尺寸、寬度、長(zhǎng)度、粘結(jié)長(zhǎng)度和層數(shù)；

9混凝土的配合比及試驗(yàn)當(dāng)天的抗壓強(qiáng)度；

10每個(gè)試件的破壞模式。

11每個(gè)有效破壞模式試件的界面斷裂能和粘結(jié)強(qiáng)度，以及這些值的平均值；

12每個(gè)試件的有效粘結(jié)長(zhǎng)度及平均值。

11

6雙剪試驗(yàn)

6.1試件制備

6.1.1本章內(nèi)容僅適用于FRP片材與混凝土粘貼剪切強(qiáng)度試驗(yàn)。

6.1.2分塊式試件由兩個(gè)單獨(dú)混凝土試塊組成，試件的形狀和尺寸見(jiàn)圖6.1.1。單獨(dú)混凝土

試塊的截面尺寸為100mm×100mm，長(zhǎng)度不應(yīng)小于300mm。錨固用FRP片材長(zhǎng)度不應(yīng)小

于200mm。FRP片材粘貼長(zhǎng)度不應(yīng)小于200mm且試件的粘貼長(zhǎng)度應(yīng)至少達(dá)到有效粘結(jié)長(zhǎng)

度。

(a)正視圖(b)側(cè)視圖

注：1—錨固用混凝土試塊；2—拉力；3—非粘結(jié)區(qū)；4—測(cè)試用混凝土試塊；5—FRP片材；6—拼縫界

面；7—錨固用FRP布；8—預(yù)埋鋼筋；a—粘結(jié)長(zhǎng)度；r—倒角

圖6.1.2雙剪試驗(yàn)的分塊式試件設(shè)計(jì)圖

【條文說(shuō)明】雙剪試驗(yàn)分塊式試件由兩個(gè)單獨(dú)混凝土試塊組成，其中一個(gè)為錨固用混凝土

試塊，另一個(gè)為測(cè)試用混凝土試塊。

6.1.3單塊式試件由單個(gè)混凝土試塊制成，試件的形狀和尺寸見(jiàn)圖6.1.2?；炷猎噳K的截

面尺寸為100mm×100mm，長(zhǎng)度不應(yīng)小于600mm，F(xiàn)RP片材粘貼長(zhǎng)度不應(yīng)小于200mm。

試件的粘貼長(zhǎng)度應(yīng)至少達(dá)到有效粘結(jié)長(zhǎng)度。

12

注：1—錨固用混凝土試塊；2—拉力；3—非粘結(jié)區(qū)；4—測(cè)試用混凝土試塊；5—FRP片材；6—槽口；

7—錨固用FRP布；8—預(yù)埋鋼筋；9—丙烯酸板；a—粘結(jié)長(zhǎng)度；r—倒角

(a)正視圖(b)側(cè)視圖

圖6.1.3雙剪試驗(yàn)的單塊式試件設(shè)計(jì)圖

6.1.4分塊式試件混凝土試塊的制備與養(yǎng)護(hù)應(yīng)符合以下規(guī)定：

1準(zhǔn)備一對(duì)橫截面積為100mm×100mm，長(zhǎng)度為300mm的混凝土試塊模具，模具尺

寸誤差不應(yīng)超過(guò)每邊尺寸的1%。

2錨固用混凝土試塊模具沿長(zhǎng)軸方向的四個(gè)角應(yīng)使用倒角條，也可在混凝土試塊養(yǎng)護(hù)

完成后將混凝土試塊沿長(zhǎng)軸方向的四個(gè)角打磨成所需倒角。倒角應(yīng)按現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《纖維

增強(qiáng)復(fù)合材料建設(shè)工程應(yīng)用技術(shù)規(guī)范》GB50608的有關(guān)規(guī)定設(shè)計(jì)，倒角半徑不應(yīng)小于20mm。

3鋼筋放置在混凝土試塊的中心軸上，并使鋼筋的端部與混凝土試塊的端部截面相齊，

另一側(cè)鋼筋預(yù)留不宜低于120mm夾持長(zhǎng)度。

6.1.5單塊式試件混凝土試塊的制備與養(yǎng)護(hù)應(yīng)符合以下規(guī)定：

1準(zhǔn)備一個(gè)橫截面積為100mm×100mm，長(zhǎng)度為600mm的混凝土試塊模具，模具尺

寸誤差不應(yīng)超過(guò)每邊尺寸的1%。

2將一塊厚度為2mm的丙烯酸板放置在混凝土試塊縱向軸線的中心，并在丙烯酸板

中心處兩側(cè)分別連接短丙烯酸管，由丙烯酸板隔開(kāi)的試件一側(cè)為試驗(yàn)區(qū)，另一側(cè)為錨固部

分。

3錨固部分模具沿長(zhǎng)軸方向的四個(gè)角應(yīng)使用倒角條，也可在混凝土試塊養(yǎng)護(hù)完成后將

混凝土試塊沿長(zhǎng)軸方向的四個(gè)角打磨成所需倒角；且應(yīng)在模具兩側(cè)放置木塊用于加工試件

槽口，槽口深度為20mm。

4準(zhǔn)備澆筑混凝土試塊前，在試塊中心軸處放置一對(duì)預(yù)埋鋼筋，鋼筋的一端放置于丙

烯酸管內(nèi)，另一端預(yù)留不宜低于120mm夾持長(zhǎng)度。

6.1.6混凝土試塊兩側(cè)均預(yù)埋鋼筋，鋼筋強(qiáng)度不宜低于HRB335，直徑不宜小于20mm，預(yù)

13

埋長(zhǎng)度不應(yīng)低于200mm。

6.1.7待兩側(cè)FRP片材均固化后，在錨固用混凝土試塊周圍纏繞一層寬度至少為200mm

的FRP布。

6.1.8每組試件的數(shù)量不應(yīng)少于3個(gè)。

6.2試驗(yàn)方法

6.2.1將制備好的雙剪試件安裝到試驗(yàn)機(jī)上，使雙剪試件的中心線與試驗(yàn)機(jī)的中心軸相一致

以確保沒(méi)有偏心荷載，試驗(yàn)裝置如圖6.2.1所示。

(a)正視圖(b)側(cè)視圖

圖6.2.1雙剪試件加載裝置示意圖

6.2.2為獲取FRP片材的有效粘結(jié)長(zhǎng)度，應(yīng)在片材中心線上布置應(yīng)變片，且靠近加載端應(yīng)

較密布置、遠(yuǎn)離加載端可稀疏布置，應(yīng)變片最大間距不宜大于20mm。

6.2.3試驗(yàn)過(guò)程中實(shí)時(shí)采集試驗(yàn)荷載、位移和應(yīng)變數(shù)據(jù)。試件一側(cè)的片材完全剝離后停止試

驗(yàn)。

14

6.3試驗(yàn)結(jié)果和報(bào)告

6.3.1雙剪試件的單界面斷裂能Gf應(yīng)按式（6.3.1）計(jì)算，并保留三位有效數(shù)字，單位為N/mm。

P2

max（）

Gf26.3.1

32bEpt

2

6.3.2雙剪試件的粘結(jié)強(qiáng)度τu應(yīng)按式（6.3.2）計(jì)算，并保留三位有效數(shù)字，單位為N/mm。

P

τ=max(6.3.)

u2b?l

2

6.3.3雙剪試驗(yàn)中加固片材的有效粘結(jié)長(zhǎng)度le的e確定方法可參考5.3.3條。

6.3.4試驗(yàn)報(bào)告應(yīng)包括但不限于以下內(nèi)容：

1FRP片材的名稱、制造日期、生產(chǎn)批號(hào)、生產(chǎn)廠家名稱；

2FRP片材和結(jié)構(gòu)膠的類型；

3FRP布或FRP板注明其單位面積FRP質(zhì)量和干燥片材密度；

4試件的制作日期和結(jié)構(gòu)膠固化期；

5試件養(yǎng)護(hù)的溫度、濕度和持續(xù)時(shí)間；

6試件的唯一性標(biāo)識(shí)；

7試驗(yàn)日期、試驗(yàn)溫度和加載速率；

8試件類型，加固片材的寬度、長(zhǎng)度、粘結(jié)長(zhǎng)度和層數(shù)；

9混凝土的配合比及試驗(yàn)當(dāng)天的抗壓強(qiáng)度；

10每個(gè)試件的破壞模式；

11每個(gè)有效破壞模式試件的界面斷裂能和粘結(jié)強(qiáng)度，以及這些值的平均值；

12每個(gè)試件的有效粘結(jié)長(zhǎng)度及平均值。

15

7梁式試驗(yàn)

7.1試件制備

7.1.1本章內(nèi)容僅適用于FRP片材與混凝土粘貼剪切強(qiáng)度試驗(yàn)。

7.1.2梁式試驗(yàn)試件應(yīng)按照?qǐng)D7.1.1進(jìn)行設(shè)計(jì)。梁式試件由一根混凝土梁和粘貼于梁底部表

面的FRP片材組成，混凝土梁的高度不應(yīng)小于100mm，長(zhǎng)度為4倍~6倍梁的高度，寬度

為0.6倍~1倍梁的高度。加固片材的寬度為50mm，當(dāng)加固片材的有效粘結(jié)長(zhǎng)度超過(guò)200mm

時(shí)，粘貼長(zhǎng)度應(yīng)至少達(dá)到有效粘結(jié)長(zhǎng)度。梁底部跨中處設(shè)置寬度為3mm，高度為0.5倍梁

高度的槽，槽兩邊各設(shè)置15mm寬的非粘貼區(qū)。

(a)立面圖(b)底面圖

注：1—混凝土梁；2—梁底預(yù)留槽；3—FRP片材；4—非粘結(jié)區(qū)

圖7.1.2梁式試驗(yàn)的試件設(shè)計(jì)圖

7.1.3混凝土梁底預(yù)留槽可通過(guò)前期預(yù)留或后期切割兩種方法設(shè)置。

前期預(yù)留法：如圖7.1.3所示，首先在木模板對(duì)應(yīng)位置上切割出寬3mm，深度為0.5

倍梁高度的槽；隨后將厚度為3mm的表面光滑的鋼板涂上適量的潤(rùn)滑油，插入木模板槽

中；最后澆筑混凝土，并在混凝土達(dá)到初凝后，將鋼板拔出，形成混凝土梁底預(yù)留槽。

(a)立面圖（澆筑試件時(shí)）(b)養(yǎng)護(hù)試件俯視圖（澆筑試件時(shí)）

7.1.3梁底槽前期預(yù)留法示意圖

后期切割法：在梁澆筑成型并完成養(yǎng)護(hù)后，用專用切割機(jī)在梁底切割而成。

7.1.4每組試件的數(shù)量不應(yīng)少于3個(gè)。

16

7.2試驗(yàn)方法

7.2.1將制備好的梁式試件安裝到試驗(yàn)機(jī)上，梁式試驗(yàn)采用簡(jiǎn)支三點(diǎn)受彎的加載方式，試驗(yàn)

裝置如圖7.2.1所示。

加載裝置

混凝土梁

預(yù)留槽

固定鉸支座

滑動(dòng)鉸支座

FRP片材

圖7.2.1加載裝置示意圖

7.2.2為獲取FRP片材的有效粘結(jié)長(zhǎng)度，應(yīng)在片材中心線上布置應(yīng)變片，且靠