不同混凝土強度等級下CFRP約束型鋼混凝土矩形短柱軸壓性能研究.pdf

1、在對纖維復(fù)合材料約束混凝土短柱軸壓性能的研究現(xiàn)狀進行綜合分析后，本文通過試驗及數(shù)值模擬研究了不同混凝土強度等級下碳纖維(Carbon Fiber Reinforced Polymer，以下簡稱CFRP)布約束型鋼混凝土矩形短柱的軸心受壓性能。
　　試驗設(shè)計并制作6個CFRP約束型鋼混凝土短柱以及1個未約束型鋼混凝土短柱。通過軸壓加載試驗，研究混凝土強度等級對試件軸壓性能的影響。通過試驗了解約束混凝土短柱的破壞過程和機理。隨混凝土強

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，峰值荷載和極限荷載下變形值增大;而在同一混凝土強度等級下，增大CFRP布層數(shù)能提高約束效果，尤其對于低強度混凝土等級的加固柱，破壞模式由弱約束轉(zhuǎn)變?yōu)閺娂s束。
　　采用ABAQUS有限元軟件建立模型對CFRP布約束型鋼混凝土矩形柱進行模擬分析，計算結(jié)果與試驗結(jié)果吻合較好。分析結(jié)果表明CFRP布對高強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度等級的降低而增強。
　　基于收集到的國內(nèi)外相關(guān)試驗數(shù)據(jù)，通過回歸方法得到了FRP約束混凝土圓柱強弱約束界限值和混凝土強度的關(guān)系公式，發(fā)現(xiàn)界限值隨混凝土強度增大而增大，基本呈線性關(guān)系。同時參考已有相關(guān)研究，將矩形柱簡化為等效圓柱，提出了考慮截面形狀、條帶間距和混凝土強度因素的等效側(cè)向約束強度計算公式，已有試驗結(jié)