不同混凝土強(qiáng)度等級(jí)下CFRP約束型鋼混凝土矩形短柱軸壓性能研究.pdf

1、在對(duì)纖維復(fù)合材料約束混凝土短柱軸壓性能的研究現(xiàn)狀進(jìn)行綜合分析后，本文通過(guò)試驗(yàn)及數(shù)值模擬研究了不同混凝土強(qiáng)度等級(jí)下碳纖維(Carbon Fiber Reinforced Polymer，以下簡(jiǎn)稱CFRP)布約束型鋼混凝土矩形短柱的軸心受壓性能。
　　試驗(yàn)設(shè)計(jì)并制作6個(gè)CFRP約束型鋼混凝土短柱以及1個(gè)未約束型鋼混凝土短柱。通過(guò)軸壓加載試驗(yàn)，研究混凝土強(qiáng)度等級(jí)對(duì)試件軸壓性能的影響。通過(guò)試驗(yàn)了解約束混凝土短柱的破壞過(guò)程和機(jī)理。隨混凝土強(qiáng)

2、度增大，加固柱的峰值荷載顯著提高，柱荷載-變形曲線中初始斜率不斷增長(zhǎng)，峰值荷載和極限荷載下變形值增大;而在同一混凝土強(qiáng)度等級(jí)下，增大CFRP布層數(shù)能提高約束效果，尤其對(duì)于低強(qiáng)度混凝土等級(jí)的加固柱，破壞模式由弱約束轉(zhuǎn)變?yōu)閺?qiáng)約束。
　　采用ABAQUS有限元軟件建立模型對(duì)CFRP布約束型鋼混凝土矩形柱進(jìn)行模擬分析，計(jì)算結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果吻合較好。分析結(jié)果表明CFRP布對(duì)高強(qiáng)混凝土型鋼柱的峰值荷載提高效果甚微;CFRP應(yīng)變沿柱環(huán)向分布不均勻

3、;CFRP布約束型鋼混凝土矩形柱中橫截面混凝土軸向應(yīng)力分布也不均勻;型鋼能夠提高周圍混凝土的軸向應(yīng)力，且提高范圍隨混凝土強(qiáng)度等級(jí)的降低而增強(qiáng)。
　　基于收集到的國(guó)內(nèi)外相關(guān)試驗(yàn)數(shù)據(jù)，通過(guò)回歸方法得到了FRP約束混凝土圓柱強(qiáng)弱約束界限值和混凝土強(qiáng)度的關(guān)系公式，發(fā)現(xiàn)界限值隨混凝土強(qiáng)度增大而增大，基本呈線性關(guān)系。同時(shí)參考已有相關(guān)研究，將矩形柱簡(jiǎn)化為等效圓柱，提出了考慮截面形狀、條帶間距和混凝土強(qiáng)度因素的等效側(cè)向約束強(qiáng)度計(jì)算公式，已有試驗(yàn)結(jié)