基于規(guī)范對比的GFRP加固高強混凝土偏壓柱實驗研究及模擬分析.pdf

1、大量房屋、橋梁結(jié)構(gòu)等在設(shè)計基準期內(nèi)，遭受地震、火災等自然災害造成損傷，長時間使用造成老化。建筑結(jié)構(gòu)使用功能改變，施工質(zhì)量不合格導致混凝土達不到設(shè)計強度，這些問題都將導致結(jié)構(gòu)物處于不安全以及影響正常使用的狀態(tài)。拆除重建會造成資源的浪費和環(huán)境的污染，因此結(jié)構(gòu)物的維修、補強加固是土木工程學科重要的研究課題。與傳統(tǒng)材料相比，纖維復合材料具有高強、高彈、重量輕、耐腐蝕、耐高溫、耐疲勞、絕熱性能好以及便于施工、施工質(zhì)量有保證的優(yōu)點，越來越多的應用到

2、工程結(jié)構(gòu)加固中。
　　目前國內(nèi)外學者對碳纖維復合材料(CFRP)約束普通強度混凝土柱的軸壓性能已進行了大量的研究。然而現(xiàn)代的工程結(jié)構(gòu)向超高層、大跨度方向發(fā)展，對混凝土強度的要求越來越高。實際工程中，混凝土柱大多處于偏心受力狀態(tài)，軸壓構(gòu)件很少出現(xiàn)，GFRP相比CFRP具有價格低、斷裂應變大的優(yōu)勢，因此研究GFRP加固高強混凝土柱偏壓性能更具有工程應用價值。
　　對10根GFRP加固高強混凝土柱試件進行偏壓力學性能試驗研究以及有

3、限元分析，深入研究不同加固方式下試件的極限承載力、破壞形態(tài)、延性等，重點分析了不同國家不同規(guī)范對于偏壓柱的加固方式和計算方法的差異，具體研究工作如下:
　　(1)對10根高強混凝土柱在偏心壓力作用的破壞過程和破壞形態(tài)進行研究，其中2根為對比柱，8根為GFRP加固柱，試驗的變化參量為偏心距、GFRP的層數(shù)和粘貼方式，比較了縱向抗彎加固、橫向約束加固、混合加固三種加固方式對于不同偏心距試件極限承載力、延性、荷載位移曲線、混凝土極限壓應

4、變、縱橫向FRP應變的影響。分析結(jié)果表明，橫向粘貼FRP顯著提高小偏心試件的承載力和延性，對大偏心試件承載力的提高不明顯?？v向粘貼FRP可以明顯提高大偏心試件的承載力，但會增加試件破壞的脆性?；旌霞庸檀笃脑嚰Ч詈?，混合加固小偏心試件優(yōu)勢不明顯。
　　(2)用ANSYS有限元軟件對試驗的10根試件進行全過程非線性有限元數(shù)值模擬，得到了試件加固前后的極限承載力、裂縫分布圖、極限承載力時混凝土和纖維布的應力應變云圖、荷載位移曲線等