玄武岩纤维布加固混凝土柱抗震性能正交试验研究

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地震是一种突发性自然灾害,威胁着人们的生命和财产安全。对已有建筑结构中不满足抗震要求的柱进行加固尤为重要,而粘贴纤维布加固法常被采用。玄武岩纤维增强复合材料(BFRP)是一种新型环保材料,由玄武岩矿石生产得来,与现普遍使用的碳纤维相比,具有原料丰富、易于取得、价格低廉等特点,对其在建筑抗震加固领域的应用具有可研究性。首先对玄武岩纤维布和碳纤维布分别进行了拉伸试验,对其本身的材料性质进行了初步研究。其次,利用正交试验的思想,考虑纤维布包裹层数、纤维布材料及箍筋间距三个因素,每个因素三个水平,设计并制作了9根钢筋混凝土柱(3根未加固,6根经纤维布加固),分别对9根试件进行了低周反复荷载试验,得到了各试件的破坏特征、滞回曲线、承载力及耗能性能。经试验数据分析,得到以下结论:玄武岩纤维比碳纤维抗拉强度低,但其极限应变大,延性较好;使用纤维布加固钢筋混凝土柱可提高其承载力、延性和耗能性能,改善构件抗震性能;随着纤维布包裹层数的增加,加固效果逐步提高,且在三层以内,加固效率没有衰减;随着箍筋间距的减小,试件的抗震性能逐步提高,且对纤维布加固柱抗震性能的影响比纤维布材料及纤维布包裹层数小;纤维布材料对试件的抗震性能影响最大,且以耗能性能为指标,玄武岩纤维布的加固效果略优于碳纤维布,故玄武岩纤维布值得在实际抗震加固工程中推广应用。
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