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利用碳纤维材料进行结构加固是目前发展较为迅速的一种新兴加固方法。国内外学者对其进行了大量深入研究,但其中针对混凝土柱偏心受压承载力性能的研究开展得相对较少。
本文利用9根碳纤维约束混凝土柱偏压试验,详细测量了混凝土柱极限承载力及其纵筋、箍筋、混凝土和碳纤维布应变发展情况。研究了粘贴碳纤维布偏压柱承载力和刚度的变化,分析了粘贴方式对柱延性、裂缝分布及破坏形态的影响。最后,比较了不同粘贴方式对加固效果的影响。
试验结果表明:
(1)纵横向联合粘贴加固大偏压柱效果显著,加固后大偏压柱承载力有较大程度地提高,裂缝宽度减小且分布均匀;
(2)碳纤维布横向粘贴对小偏压柱的承载力有一定程度的提高,同时能较好的改善构件的变形性能;
(3)混凝土强度较低时,容易在端部发生粘结剥离破坏,在实际工程中应特别注意端部的锚固措施。
此外,本文采用增量法对碳纤维约束混凝土偏压柱极限荷载下混凝土压应力进行了计算分析。将得到的结果与已有约束混凝土应力.应变关系曲线进行对比,找到适合于本文的计算模型,同时考虑到计算的简便,结合规范思路建议了碳纤维布约束混凝土应力-应变关系简化计算模型。
最后,本文采用偏心距增大系数法来解决偏压柱中二阶弯矩的影响问题,并给出了界限相对受压区高度ξb和偏心距增大系数η的计算方法,在上述基础上结合平截面假定和简化计算模型推导了碳纤维布纵横向联合粘贴加固大偏心受压柱正截面承载力计算公式。同时还建议了碳纤维横向约束混凝土小偏压柱的极限承载力计算方法。