CFRP布約束混凝土短柱軸壓性能研究.pdf

1、既有建筑為了滿足可持續(xù)發(fā)展的需求，難免需要維修與加固，CFRP加固是目前很受歡迎的加固形式之一。但實(shí)際工程中需要加固的柱普遍采用矩形截面。本論文針對(duì)工程實(shí)際，在既有矩形柱截面的基礎(chǔ)上，不破壞原四邊形柱，在四周邊長中部抹出一定高度的水泥砂漿，將矩形截面轉(zhuǎn)化為趨于圓形的圓弧化截面，利用CFRP對(duì)其約束。在不同混凝土強(qiáng)度等級(jí)、不同加固量條件下，對(duì)原有矩形倒角截面與由矩形倒角截面處理后形成的圓弧化處理截面進(jìn)行受力性能對(duì)比分析；在回歸轉(zhuǎn)折點(diǎn)強(qiáng)度f

2、cp與約束剛度比βj、極限點(diǎn)強(qiáng)度fcc與約束比η的關(guān)系曲線的基礎(chǔ)上，得出矩形倒角截面和圓弧化處理截面統(tǒng)一的應(yīng)力—應(yīng)變關(guān)系表達(dá)式。
　　本文在前人研究的基礎(chǔ)上，通過對(duì)21個(gè)不同截面形狀外包碳纖維(CFRP)布約束素混凝土短柱軸心受壓試件的試驗(yàn)研究，對(duì)其力學(xué)特性及非線性進(jìn)行了分析研究。
　　針對(duì)CFRP約束混凝土矩形截面與圓弧化截面柱的側(cè)向強(qiáng)度的不均勻性，本文推出矩形截面形狀系數(shù)為Ks=0.64；在矩形截面形狀系數(shù)的基礎(chǔ)上，根據(jù)

3、圓的直徑、圓弧化的最大弦徑、矩形截面邊長之間的比例關(guān)系，得出了圓弧化截面柱的截面形狀系數(shù)為Ks=0.896；根據(jù)外包纖維所能提供的約束情況不同，通過試驗(yàn)分析得出強(qiáng)弱約束的界限約束剛度比βj0值4.89和方形倒角截面的βj0值10.12。
　　針對(duì)文獻(xiàn)[33]模型考慮應(yīng)力—應(yīng)變曲線分成兩階段，本文中多考慮了初期彈性階段，把應(yīng)力—應(yīng)變?nèi)^程分成三個(gè)階段，以更準(zhǔn)確反映實(shí)際的應(yīng)力—應(yīng)變受力狀況。本文將素混凝土應(yīng)力—應(yīng)變曲線的第一階段，即軸

4、向壓力在0.4倍極限承載力時(shí)的應(yīng)力—應(yīng)變曲線第一階段等同為素混凝土應(yīng)力—應(yīng)變曲線的第一階段。第二階段劃分為0.4倍極限承載力到極限承載力的非彈性階段，通過實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)回歸得出方程式。第三階段為理想的線彈性材料CFRP約束引起的直線強(qiáng)化或直線軟化階段，其起始點(diǎn)為轉(zhuǎn)折點(diǎn)、終點(diǎn)為極限點(diǎn)，引入約束剛度比βj與剛度比η，通過實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)回歸確定了起始點(diǎn)與終點(diǎn)的特征值，并得出方形倒角截面和圓弧化處理截面的應(yīng)力—應(yīng)變關(guān)系全曲線表達(dá)式，與試驗(yàn)結(jié)果相比吻合較好。