增强纤维约束混凝土偏压短柱基本力学性能试验研究

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1、摘要混凝土偏心受压构件是混凝土结构工程中最基本的、应用最广泛的构件之一，且在正截面抗力计算中具有普遍性，受弯构件和中心受压构件都可以看作是它的两个特例，因此研究构件偏心受压的基本特性具有更重要的意义。尽管混凝土材料具有良好的抗压承载能力，但它的脆性破坏行为影响了结构性能，尤其是抗震结构中，人们不得不采取各种措施来适当解决。现代高性能增强纤维复合材料(碳纤维、玻璃纤维、芳纶纤维等)的出现，为解决这一课题提供了新的手段，同时为结构加固补强等提供了新方法。本文通过30件用碳纤维、玻璃纤维包裹的初始偏心距为20mm-

2、100mm的数组对称配筋偏心受压短柱的静力试验研究，对增强纤维约束混凝土偏压短柱有了初步了解，获得了一些有益成果。试验研究证实，增强纤维强约束混凝土偏压短柱，其失效形式可分为混凝土受压破坏和钢筋受拉破坏两种，其破坏性质均为延性破坏;强约束柱的承载力与同规格混凝土柱相比有不同程度的提高，并随偏心距的减小而增幅提高，抗弯能力的提高又高于轴力;柱的变形能力有极好的改善，可改变混凝土小偏压构件的脆性破坏性质。试验研究表明，在偏心受压短柱中，纤维强约束混凝土的极限压应变远超过0.0033，且随偏心距的减少而增大，对于约

3、束比大于0.1的纤维约束混凝土，取混凝土极限压应变为0.01，并依此作为偏压柱发生混凝土受压破坏的极限承载力标志是可行的，对于长细比小于15的偏压柱，它能和普通混凝土偏压柱挠度达到L/50的极限标志相一致。论文讨论了纤维强约束混凝土偏压短柱受压区混凝土的应力分布图形，提出了偏压下增强纤维约束混凝土的强度取值方法。由于纤维强约束混凝土偏压柱的极限压应变增大，导致相对界限受压区高度增大，极限荷载作用下的狈」向挠度增加，即使是Lo/H-<8的短柱也须考虑二阶矩影响。论文给出了哈尔滨工业大学工学硕士学位论文界限相对受

4、压区高度4和偏心距增大系数，的计算方法。论文根据钢筋混凝土结构的基本理论给出了纤维强约束混凝土对称配筋偏压短柱的极限承载力表达式，其形式上与普通混凝土构件的计算公式相一致，其计算结果与试验值吻合较好。论文最后讨论了纤维约束混凝土偏压柱的N-M相关曲线，其形状与普通混凝土柱的相似，但由于纤维强约束混凝土偏压柱君e>0.55，曲线上大小偏心的界限点与抗弯极大值点并不重合。关键词增强纤维;约束混凝土;偏心受压;极限承载力-一—一-一一一-.一~一Abstract一一AbstractTheeccentricallyl

5、oadedconcretecolumnisoneofthemostbasicandwidelyusedmemberofconcreteconstruction,thecounteractivecapacitycalculationofitssectionhasuniversality,thememberunderpuremomentoraxialloadcanberegardastheespecialeccentricallyloadedmember,therefore,thestudyonthebasicm

6、echanicalpropertiesofeccentricallyloadedmemberhasanimportantsignificance.Thoughtheconcretehadgoodcapacitytoresistaxialload,itsbrittlenessaffecttheconstructionespeciallyinseismicstructure.TheFRP(CFRP,GFRP,AFRP)canaffordanewwaytodealwiththeproblemwhichbementi

7、onedinabove.Bytheexperimenton30shortcolumnswiththeinitialeccentricityfrom20mmto100mmwrappedwiththeCFRPofGFRP,somegoodconclusionhavebeengainedinthispaperTheexperimentalresearchprovedthatthefailuremodelofFRPwell-confinedeccentricshortconcretecolumncanbedivide

8、dintotwospecies:failureofconcretebesquished;failureofreinforcedsteelbarbepulloveritsyieldpoint,bothofthemarebelongtoplasticfailure.Comparetotheconcretecolumnwiththesamespec,theconfinedcolumnhasabetteru