碳纖維布約束混凝土拱架構件力學性能初步研究.pdf

1、碳纖維布具有質量輕、強度高、耐腐蝕、施工高效等優(yōu)點，碳纖維約束混凝土越來越廣泛地應用于地上結構工程領域。作為一種新型支護結構，碳纖維布約束混凝土拱架在地下工程支護中尚未出現，因此，研究碳纖維布約束混凝土拱架構件的抗壓抗彎性能及其承載力計算方法具有重要的創(chuàng)新性和推動意義。
　　通過碳纖維布約束混凝土短柱軸向壓縮試驗，對比分析了高徑比、混凝土強度等級、碳纖維布約束層數和外部約束層類別對受壓構件破壞特征和承載特性的影響規(guī)律。結果顯示，隨

2、混凝土強度、碳纖維約束層數的增大和高徑比的減小，受壓構件的承載力增大，破壞程度減?。黄渲校c混凝土強度等級為C30的試件相比C40和C50試件承載力分別增大了25.4％和73.7%；與純混凝土短柱相比，碳纖維布約束短柱約束層數由1增加到3時，承載力分別增大了4.5%、16.4%和26.8%；試件高徑比由3減小到2.25和1.8時，承載力提高了84.7%和192%；約束層類別變化對試件承載力和破壞形態(tài)影響不明顯。
　　通過碳纖維布約

3、束混凝土梁純彎曲試驗，研究了碳纖維布約束層數和核心混凝土類別對受彎構件抗彎承載特性的影響。結果顯示，當碳纖維布約束梁的約束層數為1、2、3時與純混凝土試件相比，峰值荷載分別增大了70.1%、183.7%和347.1%；核心混凝土由普通混凝土變?yōu)殇摾w維混凝土時峰值荷載增大了26.2%，跨中位移增大了61.2%，鋼纖維核心混凝土顯著改善了受彎構件的變形能力；碳纖維層數的改變對受彎構件承載力的影響程度要大于受壓構件。
　　以試驗結果為依

4、據綜合考慮試件截面尺寸、混凝土強度和碳纖維布約束層數等因素，推導出約束核心混凝土修正彈性模量，以此為基礎得到圓柱形約束短柱承載力計算公式；引入碳纖維布約束混凝土的抗壓強度，推導出圓截面受彎構件抗彎承載力計算公式，并根據纖維約束層數對誤差的影響規(guī)律對公式進行了修正，計算結果較為精確。
　　借助于ABAQUS模擬了受壓構件和受彎構件的受力和變形特點。不同因素影響下碳纖維布約束混凝土試件荷載-位移曲線的模擬結果與試驗結果在變化趨勢上一致