【摘 要】
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纤维增强复合材料作为一种新型的补强修复材料,以其轻质、高强等优良的性能,及施工简便、不增加构件截面尺寸等优点,已经在混凝土结构加固中得到大量的应用,尤其在加固柱、桥
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纤维增强复合材料作为一种新型的补强修复材料,以其轻质、高强等优良的性能,及施工简便、不增加构件截面尺寸等优点,已经在混凝土结构加固中得到大量的应用,尤其在加固柱、桥墩方面。目前国内外关于这方面的研究开展的较多,并取得了一些成果,但理论研究深度远滞后于实际工程应用。目前的研究大都针对同一强度的混凝土所展开的,而实际工程中某些结构或构件由于施工误差、环境腐蚀等原因导致局部强度降低,若对其整体进行加固势必造成浪费。针对这此种情况,并结合国内外关于FRP约束混凝土柱的研究成果,本文在试验的基础上对CFRP约束含有薄弱段的钢筋混凝土方柱进行了研究和分析,主要研究内容和成果如下:在轴心荷载作用下,对5根CFRP加固的含有薄弱段的钢筋混凝土方柱进行了受压试验,分析了加固层数对加固效果的影响。结果表明:由于碳纤维布有效地约束了薄弱段混凝土的横向变形,使其处于三向受压状态,推迟了混凝土的破碎,使纵向钢筋的塑性变形得到充分发挥,改善了构件的延性,提高了其承载力。且试件的承载力随纤维布加固层数的增加而增加,但增长幅度减慢,即对于确定的一种加固方式,存在一个使构件达到最大承载力的极限加固层数。最后,结合试验并基于已有的FRP约束混凝土强度模型,给出了CFRP横向加固轴心受压柱的承载力计算公式,对比发现,运用该公式的计算结果与试验结果吻合较好。在偏心荷载作用下,本文对12根CFRP加固的含有薄弱段的钢筋混凝土方柱进行了试验,分析了碳纤维布加固量、加固方式及偏心距对加固效果的影响。结果表明:加固柱的承载力和延性随碳纤维布加固层数的增加而增加,但承载力提高程度与加固层数并不呈线性增长关系;偏心距较小的柱子采用横向外包FRP的加固效果较明显,随着偏心距的增大,承载力提高幅度有限,但延性仍较高;加固后柱截面应变分布仍满足平截面假定;由于混凝土的不均匀受压膨胀外包纤维存在明显的拉应变梯度;加固后试件的轴向力偏心距增大系数实测值与按规范计算值相差很大。
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