碳纤维布与玻璃纤维布共同作用加固钢筋混凝土方柱的受力性能研究

来源 :长春工程学院 | 被引量 : 2次 | 上传用户:alexander_guwen
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粘贴纤维加固法是当下建筑结构加固工程中的一个重要举措,而碳纤维增强复合材料(CFRP)、玻璃纤维增强复合材料(GFRP)是粘贴纤维布加固法常用的两种材料。碳纤维增强复合材料有着高抗拉强度、高弹性模量和低延伸率,玻璃纤维增强复合材料与之相比抗拉强度和弹性模量较低,但有着高延伸率。有研究表明,两种纤维材料组合之后可以有效的改善单一纤维材料的弱点,更好的发挥两种材料优点,提升了纤维材料的综合力学性能。目前,两种纤维材料主要的组合方法有层间组合,而同层内组合方式的研究较少,本文通过对1根未加固钢筋混凝土方柱和4根粘贴纤维加固的钢筋混凝土方柱(分别粘贴了单一CFRP、单一GFRP、层间组合的CFRP/GFRP、同层内组合的CFRP/GFRP)的轴压试验,发现:(1)层间组合的CFRP/GFRP和同层内组合的CFRP/GFRP可以有效提升钢筋混凝土方柱的轴压承载力,提升率都在30%以上,达到了单一CFRP全裹加固对试验柱承载力提升率的85%以上。并可以显著改善钢筋混凝土方柱的轴向变形能力,提升率在170%,远好于单一CFRP加固,对抗震加固有着重要意义。(2)同等纤维材料比例下,同层内组合的CFRP/GFRP纤维布对柱的轴向承载力提升率高于层间组合CFRP/GFRP纤维布,但对柱轴向变形能力的提升率低于层间组合CFRP/GFRP纤维布。通过ABAQUS有限元软件对试验工况进行了模拟,并针对层内组合的CFRP/GFRP中纤维材料比例对钢筋混凝土方柱的轴压性能的影响进行了建模分析,发现:(1)有限元模拟结果与试验结果相近,有着大致相同的变化规律,印证了有限元模型建立的准确性。(2)在本试验所测范围内,组合纤维布中CFRP所占比例越高,则纤维布对试验柱承载力的提升能力越强。组合纤维布中GFRP所占比例越高,则纤维布对试验柱延性的提升率越大。(3)同层内组合的CFRP/GFRP在CFRP与GFRP使用比例为CFRP:GFRP=1:2时,能有效的提升钢筋混凝土方柱的轴向承载能力,提升率达到了单一CFRP全裹加固的80%,且具有更优秀的延性提升能力和更良好的经济效益。
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