CFRP环向围束加固混凝土方柱低速冲击性能影响因素的试验研究

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目前,国内外存在大量在役的钢筋混凝土结构,但随着材料的老化和安全要求的提高,加固改造变得刻不容缓。相较于传统的加固方式,外贴碳纤维增强复合材料(CFRP)加固方法凭借其强度高、自重轻、施工方便等优点被广泛应用于建筑加固行业。由于CFRP的各向异性材性,在受到冲击的作用时,容易造成其损伤而可能发生导致结构倒塌的严重后果,而冲击、爆炸问题在生活中是最常见的问题。但目前的建筑加固规范中,在CFRP加固结构的冲击破坏方面仍是空白,因此,研究CFRP加固方柱的抗冲击性能和冲击破坏以后的剩余承载力具有重要的实用价值。本文用自行研发的落锤冲击装置对14个CFRP加固方柱进行了低速冲击试验,而后用500吨四柱压力机对冲击损伤柱进行了静载试验以研究其剩余承载力。研究内容与结论如下:1.CFRP加固柱的制作与试验设置,主要介绍了加固材料CFRP布、黏结剂E2500S和E810LS等。并分别介绍了冲击和静载两个试验所用装置与试验方法。2.低速冲击试验中,以撞锤撞击位置、落锤初始动能和CFRP加固层数作为参数变量,对CFRP加固方柱进行低速冲击,获得其破坏形态,并用高速摄像机记录其破坏的过程。数据整理得出结论如下:(1)对棱部撞击的破坏程度比对面部撞击破坏程度更严重;(2)落锤初始动能越大,CFRP围束破坏程度越大,加固柱损伤越严重;(3)两层CFRP加固柱较一层情况破坏程度小,但破坏形式相似。3.静载试验,通过500吨四柱压力机对经冲击破坏后的加固柱以位移控制的方式进行静力加载,在获得力-位移曲线和应变的同时观察记录加载过程中试件的破坏形式,进而分析出在不同基本变量下冲击作用对加固试件的承载力影响。最终结果表明,经冲击破坏后的损伤柱,在静力加载过程中的破坏形式均为脆性破坏,且冲击破坏为试件失效的直接诱因。
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