粘貼鋼板與CFRP復合加固混凝土異形柱抗震性能試驗研究.pdf

1、混凝土異形柱結構由于其構件自身的特點，與普通混凝土結構有許多不同之處。在異形柱結構發(fā)展和應用的各個階段，不同版本的設計規(guī)程對其材料、配筋構造、適用范圍、軸壓比等的規(guī)定也存在著差異。近幾十年來，結構抗震加固技術得到了迅速的發(fā)展與推廣，但是針對混凝土異形柱結構的相關研究還較少。
　　 為了研究混凝土異形柱的抗震加固方法，完善相應的加固技術，本文設計制作了23根混凝土異形柱(包括7根L形柱、7根T形柱、4根十字形柱和5根Z形柱)，并采

2、用粘貼鋼板、粘貼碳纖維布以及二者復合加固三種方法對其中19根實施了加固。
　　 對23根異形柱分別進行了水平低周反復荷載作用下的試驗研究，觀察了各構件的破壞過程和破壞形態(tài)，得到了水平荷載-位移滯回曲線，考察了構件中的鋼筋、鋼板和碳纖維布的應變發(fā)展。試驗結果表明，采用粘貼鋼板加固時，其水平極限荷載可以提高40％以上，延性和抗震耗能能力沒有明顯改善；采用滿包方式粘貼碳纖維布加固時，其水平極限荷載約提高30％～40％，正負兩向延性系數(shù)

3、平均值提高60％以上；采用復合加固時，以上兩種加固方法所達到的加固效果均能夠較好地實現(xiàn)。
　　 采用有限元分析的方法對混凝土異形柱和復合加固異形柱進行了水平荷載作用下的計算分析，計算結果與試驗結果吻合較好。表明本文所建立的復合加固異形柱的計算模型及選取的本構關系合理，計算方法可靠，可進一步推廣應用于復合加固混凝土異形柱的計算分析。
　　 在試驗研究和有限元分析的基礎上，探討了復合加固異形柱的加固作用機理。碳纖維布條帶包裹

4、時，起到的作用類似于箍筋，可改善構件延性；碳纖維布滿包時，除了起到類似箍筋的作用外，還可使混凝土抗壓強度在橫向約束的作用下有所提高，同時其抗拉強度在構件縱向發(fā)揮作用而直接參與受力。以此為依據，給出了工程軸方向復合加固異形柱的正截面承載力計算公式。
　　 本文的創(chuàng)新點主要有：首次提出并研制用于混凝土異形柱的粘貼鋼板和碳纖維布復合加固方法；通過對復合加固后異形柱進行水平低周反復荷載作用下的抗震性能試驗研究，考察加固后異形柱的破壞特征