CFRP約束自應(yīng)力混凝土組合柱軸壓下力學(xué)性能的研究.pdf

1、纖維增強復(fù)合材料(Fiber Reinforc ed Po lymer，簡稱為FRP)具有輕質(zhì)高強、抗疲勞、耐腐蝕、施工方便等優(yōu)勢逐漸被應(yīng)用到土木工程當中。FRP約束混凝土柱充分發(fā)揮了FRP的抗拉性能和混凝土的抗壓性能，使混凝土處在三向受壓的狀態(tài)，可以有效地提高混凝土的強度和變形性能，近年來受到了國內(nèi)外學(xué)者的廣泛研究。但FRP的約束作用只有在混凝土產(chǎn)生很大側(cè)向變形時才能發(fā)揮出來，存在一定的滯后性。而使用自應(yīng)力混凝土，由于混凝土的膨脹受到

2、FRP約束，可以在FRP和混凝土中建立預(yù)應(yīng)力，有效緩解FRP應(yīng)力滯后的問題，而且這種方法與張拉 FRP產(chǎn)生預(yù)應(yīng)力的方法相比施工方便，成本低廉。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴制做了18根FRP約束混凝土柱，包括9根FRP約束自應(yīng)力混凝土柱和9根FRP約束普通混凝土柱。試驗變量包括約束剛度（FRP的層數(shù)）和自應(yīng)力水平（是否添加膨脹劑）。試驗對組合柱進行了靜態(tài)應(yīng)變監(jiān)測試驗和軸壓試驗。試驗結(jié)果表明，由于混凝土的膨脹可在混凝土中形成1.85-

3、2.13MPa的預(yù)應(yīng)力，預(yù)應(yīng)力效果較明顯。膨脹反應(yīng)一方面向混凝土內(nèi)部孔洞和界面間發(fā)展，使混凝土內(nèi)部更加密實，提高了混凝土的抗壓強度，另一方面使FRP受到張拉，進而在FRP和混凝土中產(chǎn)生預(yù)應(yīng)力，提高了初始線性段范圍，使拐點應(yīng)力最大提高了17%，此外組合柱的極限應(yīng)力也有一定的提高。⑵制作了32根FRP約束自密實混凝土組合柱，包括8根FRP約束自密實混凝土柱（FCSCs），4根FRP約束鋼管自密實混凝土柱（CCFTs）和20根F RP-自密實

4、混凝土-鋼雙壁柱（DS TCs）。試驗變量包括約束剛度（F RP層數(shù)），鋼管尺寸，自應(yīng)力水平（是否使用膨脹劑）和空實心（鋼管內(nèi)部是否填充混凝土）。試驗結(jié)果表明，膨脹劑的使用，使三種組合柱都產(chǎn)生了一定的預(yù)應(yīng)力，產(chǎn)生的預(yù)應(yīng)力可以有效地提高FCSCs和CCFTs的截距，拐點和極限承載能力，對于空心DSTCs，膨脹劑對組合柱應(yīng)力-應(yīng)變表現(xiàn)沒有產(chǎn)生明顯的效果，但當鋼管內(nèi)部填充混凝土?xí)r，膨脹劑可以提高組合柱的極限承載能力和線性強化段的剛度。⑶通過擬