碳纖維布加固鋼筋混凝土柱試驗(yàn)研究與分析.pdf

1、碳纖維加固技術(shù)作為一種新型的、技術(shù)含量高的加固方法，已經(jīng)在土木工程結(jié)構(gòu)加固中開始得到大量的應(yīng)用，尤其在加固柱、橋墩方面，通過有效約束混凝土的側(cè)向膨脹變形來改善其受壓性能，具有很大的研究推廣價(jià)值和社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益。目前，對(duì)纖維約束圓形截面混凝土柱的性能已有較多的研究，我國用纖維加固的混凝土柱大多為方形和矩形截面的，而對(duì)纖維加固鋼筋混凝土（RC）方柱承壓性能的研究相對(duì)較少。 本文對(duì)現(xiàn)有的加固技術(shù)進(jìn)行了綜述，介紹了碳纖維增強(qiáng)塑料（CFRP

2、）在結(jié)構(gòu)加固中應(yīng)用現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢，探討了碳纖維增強(qiáng)塑料加固結(jié)構(gòu)的優(yōu)缺點(diǎn)，制作了四組（加固一層的CFRP全包柱、CFRP間距100mm柱、CFRP間距60mm柱以及未加固的對(duì)比柱）箍筋@150mm的 RC方柱和一組箍筋@75mm（包裹一層CFRP）的RC方柱，共計(jì)15根方柱。通過對(duì)方柱的軸壓試驗(yàn)，考慮了纖維布間距和箍筋間距的變化對(duì)加固后RC柱破壞形態(tài)以及加固效果的影響，結(jié)果表明：加固CFRP布可以一定程度上限制RC柱裂縫的發(fā)展，改善裂縫的

3、分布，且使裂縫的寬度相對(duì)較?。患庸藽FRP布后RC柱的軸壓承載力和極限應(yīng)變都有明顯的提高，延性得到改善，其軸壓承載力隨纖維布加固凈間距和箍筋間距的減小而增加，箍筋75mm（包裹一層CFRP）的RC柱的延性最好。 針對(duì)纖維布約束混凝土方柱約束原理，通過對(duì)比分析纖維約束后的強(qiáng)度模型，對(duì)Lam and Teng抗壓強(qiáng)度公式進(jìn)行了修正，其中重點(diǎn)考慮了倒角半徑、纖維布不連續(xù)包裹對(duì)公式的影響，并與他人文獻(xiàn)中144根混凝土方柱的試驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)比分

4、析，發(fā)現(xiàn)其有較高的精度；在此修正公式的基礎(chǔ)上，理論分析提出了纖維布和箍筋共同約束下鋼筋混凝土軸壓柱正截面承載力的建議公式，理論計(jì)算與本文以及他人文獻(xiàn)中13根RC方柱結(jié)果對(duì)比，發(fā)現(xiàn)該公式較偏于安全和精確，為以后施工設(shè)計(jì)做參考。 最后，建立了纖維布加固RC柱的有限元模型、單元類型和材料本構(gòu)模型，對(duì)本文試驗(yàn)用ANSYS進(jìn)行了模擬分析，發(fā)現(xiàn)模擬計(jì)算結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果較為接近，驗(yàn)證了所建模型的正確性；進(jìn)而分析纖維加固間距、層數(shù)、柱的截面尺寸以