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本文对低温下碳纤维布约束素混凝土方柱和钢筋混凝土方柱的破坏形态、受力性能等进行了试验研究,并在试验研究的基础上进行了理论分析。论文的主要工作和获得的结论如下: (1)进行了5℃、-5℃和-10℃温度条件下碳纤维布加固素混凝土方柱的轴心受压试验,试验结果表明:对于条带间隔包裹的素混凝土方柱,5℃的抗压强度提高了34.26%,-5℃的抗压强度提高了24.38%,-10℃的抗压强度提高了38.88%:对于整片完全包裹的素混凝土方柱,5℃的抗压强度提高了53.38%,-5℃的抗压强度提高了40.06%,-10℃的抗压强度提高了47.48%。 (2)进行了10℃、5℃、0℃、-5℃和-10℃温度条件下碳纤维布加固钢筋混凝土方柱的轴心受压试验,试验结果表明:当碳纤维布种类、用量和包裹方式等条件相同时,10℃的抗压强度平均提高了17.83%,0℃的抗压强度平均提高了6.63%,-10℃的抗压强度平均提高了9.09%。 (3)碳纤维布加固素混凝土方柱可以显著提高混凝土的抗压强度和变形能力,而且碳纤维布加固素混凝土方柱的抗压强度与加固及养护的环境温度有关,其强度提高幅度随着温度的降低而减小,但当温度降到一定程度,强度提高幅度又得到一定程度的增大。 (4)对于碳纤维布约束素混凝土方柱,应力-应变曲线过了峰值应力后会由于碳纤维提供的约束的多少而出现应力缓慢上升、基本保持不变或缓慢下降三种情况,此时混凝土柱的轴向应变急剧增大,最后导致包裹的纤维断裂而试件破坏。 (5)碳纤维布加固钢筋混凝土方柱的应力-应变曲线主要分为三个阶段:首先,当轴向应力较小时,碳纤维布加固柱的混凝土应力-应变曲线与未约束柱几乎一致;其次,当轴向应力超过未约束混凝土的抗压强度时,出现一个过渡区,它表示混凝土柱从未约束状态过渡到约束状态;最后,混凝土应变随着轴向应力的增大而持续增长,直至试件因碳纤维布被拉断而破坏,这个阶段近似为一段直线。 (6)碳纤维加固混凝土方柱的强度提高幅度与碳纤维布的用量有关。碳纤维布用量愈多,试件的抗压强度越高。当碳纤维布种类、包裹方式和温度等条件相同时,一层的抗压强度平均提高了25.42%,一层半的抗压强度平均提高了29.49%,二层的抗压强度平均提高了36.36%,三层的抗压强度提高了64.90%。