BFRP约束损伤钢筋混凝土轴压力学性能研究

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1、学校代号10532学号S1501W0036分类号TU375密级公开湖南大学工程硕士学位论文BFRP约束损伤钢筋混凝土轴压力学性能研究学位申请人姓名武龙飞培养单位土木工程学院导师姓名及职称何庆锋高工方辉高工学科专业建筑与土木工程研究方向FRP加固论文提交日期2018年5月27日学校代号：10532学号：S1501W0036密级：公开湖南大学工程硕士学位论文BFRP约束损伤钢筋混凝土轴压力学性能研究国家自然科学基金项目（51408211）国家重点研发计划项目（2017YFC0703008）既有工业建筑非工业化改造技术

2、研究（2016YFC0701308）学位申请人姓名：武龙飞导师姓名及职称：何庆锋高工方辉高工培养单位：土木工程学院专业名称：建筑与土木工程论文提交日期：2018年5月27日论文答辩日期：2018年5月30日答辩委员会主席：汪梦甫教授Compressivebehaviorofpredamagedreinforcedconcretecolumnsconfinedwithbasaltfiber-reinforcedpolymersByWULongfeiB.E.(AnhuiPolytechnicUniversity)20

3、15AthesissubmittedinpartialsatisfactionoftheRequirementsforthedegreeofMasterofEngineeringinCivilEngineeringintheGraduateSchoolofHunanUniversitySupervisorSeniorEngineerHEQingfeng＆FANGHuiMay,2018BFRP约束损伤钢筋混凝土轴压力学性能研究摘要近年来，由于地震频发以及建筑结构的老化，既有建筑结构的加固维修逐渐成为结构工程领域的热

4、点。纤维增强复合材料（FiberReinforcedPolymer，FRP）由于其轻质、高强、耐腐蚀等优良特性逐渐成为建筑加固领域常用材料。玄武岩纤维增强复合材料（BasaltFiberReinforcedPolymer，BFRP）在具备同类型FRP优异力学性能的同时，兼具环保、材料来源广等特点逐渐成为各国学者的研究对象。建筑结构主要支撑构件在遭受地震等偶然荷载作用下会遭受不同程度的损伤，受损结构构件除部分损伤较大以及侧向残余位移较大，需进行推倒重建外，大量中轻微损伤以及侧向残余位移较小的建筑结构仍有加固后使用的

5、必要。目前，关于FRP加固混凝土柱的试验研究已有很多，但大多已有的试验研究主要是针对FRP约束完好混凝土柱，而关于FRP约束损伤钢筋混凝柱的研究，其初始损伤水平大多较低，在FRP约束较大损伤钢筋混凝土柱轴压力学研究领域还存在较大的空白。因此，本文开展BFRP约束损伤钢筋混凝土圆柱轴压试验与理论研究，主要研究内容如下：（1）本文对22个直径242mm，高726mm的混凝土圆柱（包含20个钢筋混凝土圆柱以及2个素混凝土圆柱）开展了单轴受压试验，研究了钢筋、BFRP层数以及预损伤对钢筋混凝土圆柱轴压力学性能的影响。试验

6、结果表明：纵筋对BFRP约束损伤混凝土的极限应力影响较大，而箍筋对极限应力以及极限应变均有不可忽视的影响；BFRP约束后可以有效改善损伤钢筋混凝土圆柱的极限应力以及极限应变能力；钢筋混凝土圆柱由于损伤而降低的弹性模量无法通过BFRP约束的方式恢复；与BFRP约束完好柱相比，约束损伤柱的弹性模量以及极限抗压强度会降低，并且随着损伤水平的增加，其降低程度增大。（2）本文在深入分析试验结果的基础上，借鉴已有的模型，提出了考虑BFRP与箍筋共同约束的BFRP约束完好钢筋混凝土圆柱单轴受压下的极限应力模型、极限应变模型以及

7、应力-应变关系模型。（3）本文对基于面积的损伤评价指标、基于刚度的损伤评价指标以及基于应变的损伤评价指标进行了详细的分析，在此基础上提出了与试验结果吻合良好的BFRP约束损伤钢筋混凝土圆柱单轴受压下的极限应力模型、极限应变模型以及应力-应变关系模型。关键词：钢筋混凝土柱；BFRP；预损伤；极限应力模型；应力-应变模型II工程硕士学位论文AbstractInrecentyears,duetofrequentearthquakesandtheagingofbuildingstructures,thereinforce

8、mentandmaintenanceofexistingbuildingstructureshasgraduallybecomeahotspotinthefieldofstructuralengineering.FiberReinforcedPolymer(FRP)hasbecomeacommonmaterialinthefieldofbuildingreinforcem