论文部分内容阅读
因地震等自然灾害、年久失修及人为因素等影响,现有桥墩出现了诸如承载力不足、延性较差等不同程度的问题,亟需对其进行加固补强。纤维增强复合材料(FRP)片材因其高强高效、轻质、适应性强等特点使其在土木工程中的应用越来越广泛。使用FRP材料包裹钢筋混凝土(RC)柱能够有效地提高RC柱的受剪承载力,改善RC柱的延性。为此,本文采用本课题组发明的新型FRP片材——碳纤维薄板(CFL)和芳纶纤维薄板(AFL)加固RC圆柱,并对纤维薄板加固RC柱的承载能力进行探讨,主要研究内容和研究结果如下:1)本文首先以RC柱“强剪弱弯”的设计理念为出发点,研究FRP加固RC圆柱抗剪承载力的计算方法。对《碳纤维片材加固修复混凝土结构技术规范》、叶列平建议公式、ISIS规范、CEB规范等文献中记载的关于FRP加固RC圆柱抗剪承载力的计算方法进行对比分析,并对收集到的25根加固柱的实验结果进行验算,探讨了各公式计算结果的可靠性和FRP的抗剪贡献值,提出了实用建议公式。2)采用本课题组研发的纤维薄板加固RC圆柱,并对其进行拟静力实验研究。RC圆柱的加固方式分AFL螺旋缠绕和CFL竖向粘贴加固。根据实验测量数据,对圆柱加固前后的破坏形态、承载能力、位移延性系数、滞回曲线、骨架曲线、荷载退化、刚度退化及纤维应变分布等进行了分析。研究结果表明,加固柱的承载力和延性均得到了显著的提高,荷载退化和刚度退化均小于未加固柱,且在侧向位移较大时其水平承载力表现得较为稳定;沿柱高方向从上到下纤维应变呈递增分布,柱底部纤维发挥更为充分。3)采用有限元分析软件ANSYS对纤维薄板加固RC柱的承载能力进行有限元计算,并与实验结果进行对比分析。研究结果表明,有限元计算结果与实验结果吻合得较好。利用上述有限元分析模型,探讨了纤维用量、纤维缠绕高度、轴压比、是否受载加固等因素对AFL加固RC柱极限承载力和延性的影响。有限元分析结果表明,AFL加固RC圆柱的增强作用并不随AFL缠绕厚度的增加呈线性增长;在柱塑性铰区缠绕AFL就能够达到良好的加固效果;随着轴压比的增大,RC柱水平承载力有所提高,但延性会降低;受载加固柱的延性相对于非受载加固柱有所降低。