GFRP筋混凝土中长柱轴压性能研究

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FRP筋是一种新型材料,具有密度低、强度高、耐腐蚀、抗疲劳等特点,在酸、碱、氯盐等腐蚀环境以及潮湿环境中都发挥良好特性,这是钢筋难以比拟的,是一种替代钢筋用于混凝土结构中的理想材料,可以从根本上解决混凝土结构的腐蚀问题,提高混凝土结构耐久性。国内外很多学者对FRP筋做了大量试验研究,提出很多有益的结论,但试验主要集中在对FRP筋抗拉性能方面的研究,而对于FRP筋抗压性能方面的研究甚少。因为FRP筋在土木工程领域中发挥的作用越来越大,在混凝土结构中的应用越来越广泛,所以需要系统地研究FRP筋在混凝土结构中的受压性能与工作机理。常用的有GFRP筋、CFRP筋、AFRP 筋。本文首先运用有限元分析软件ABAQUS对GFRP筋混凝土中长柱进行有限元模拟分析,开展对GFRP筋混凝土中长柱轴压性能研究,为试验提供参考依据;本试验设计并制作了 8根GFRP筋混凝土中长柱,对8根GFRP筋混凝土中长柱进行轴心受压试验,试验中主要考虑了 GFRP筋配筋率、长细比等因素对GFRP筋混凝土试件轴心受压性能的影响,并对试验结果进行分析。试验结果表明:在其它条件相同的情况下,长细比为14的试件与长细比为10的试件相比,极限承载力均有不同程度降低,降低范围在2.43%~3.79%之间;配筋率为1.786%的试件与配筋率为0.893%的试件相比,极限荷载均有不同程度提高,提高范围在6.6%~8.6%之间;与GFRP筋混凝土短柱不同,箍筋间距对GFRP筋混凝土中长柱极限荷载影响较小。试验过程中GFRP筋发挥良好的受压性能,并与混凝土整体性能良好,协同抵抗轴压力。另外试件实际承受的极限荷载值要小于理论值,主要原因是在实际试验过程中,由于初始偏心距所引起的附加弯矩对试件产生影响,最终导致试件过早破坏,没能达到理论极限荷载值。
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