芳纶纤维布加固小偏心受压柱试验研究与理论分析

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外部粘贴FRP(纤维复合材料)加固建筑物,在今天已经广泛的应用于工程当中。与传统混凝土结构补强加固方法相比,FRP具有高强高效、施工便捷、耐腐蚀、耐疲劳、自重轻、不增加结构尺寸等优点,适用于混凝土结构的抗弯、抗剪、抗扭、抗震加固以及耐腐蚀加固等。目前,国内外关于FRP加固混凝土柱的研究主要集中在用纤维布包裹混凝土圆形截面柱轴心受压;而在实际结构工程中,正常使用状况下的混凝土柱大多数都是偏心受压,而且以矩形截面居多。因此,有必要对FRP加固混凝土偏压柱的受力性能进行研究。通过11根受压柱的破坏试验,对芳纶纤维布改善混凝土偏心受压柱的受力和变形性能进行了研究,测得了小偏心受压柱加固后的极限承载力、混凝土的荷载-应变曲线、AFRP的荷载-应变曲线,研究了AFRP环向约束钢筋混凝土柱对延性的提高作用;研究分析了纤维布用量、纤维布粘贴方式、预加载值和纤维布条带间距及宽度对加固效果的影响。试验结果表明:芳纶纤维布横向加固小偏压柱时,其承载力和延性均有一定程度的提高;加固柱的承载力随着纤维布层数的增多而增加,但提高幅度与加固层数不成线性关系,随着加固层数的增加,构件承载力的提高幅度减小;滞后应变的大小是决定二次受力结构加固效果的关键因素,加固前应尽可能对结构进行卸载;当纤维布用量相同时,宜优先考虑采用条带加固的方法,且条带宽度越细、间距越小,加固效果越好。最后,在试验结果分析的基础上,推导了纤维布加固钢筋混凝土小偏心受压柱的正截面承载力计算公式,并将理论计算结果与试验结果进行了比较,结果表明,采用本文的计算方法与试验值误差较小,且偏于安全,可供加固设计时参考。
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