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CFRP-PCPs复合筋混凝土偏心受压长柱的试验研究
CFRP-PCPs复合筋混凝土偏心受压长柱的试验研究
摘要：
本文通过试验研究CFRP-PCPs复合筋混凝土偏心受压长柱的力学性能以及破坏模式，并分析了不同参数对其性能的影响。试验结果表明，在CFRP-PCPs复合筋混凝土中添加4%的CFRP短纤维时，其强度显著提高。当离心距为0.8时，CFRP-PCPs复合筋混凝土的加强效果最显著，其承载力提高了近50%。此外，CFRP长度、离心距和弯曲配筋率也对试件强度和变形性能产生一定的影响。本研究对工程实践具有一定的参考价值。
关键词：CFRP-PCPs；复合筋混凝土；离心受压；力学性能；破坏模式。
Abstract:
ThispaperstudiedthemechanicalpropertiesandfailuremodesofCFRP-PCPscompositereinforcedeccentricallycompressedlongcolumnsthroughexperimentalresearchandanalyzedtheinfluenceofdifferentparametersonitsperformance.Theexperimentalresultsshowedthatwhen4%ofCFRPshortfiberswereaddedtotheCFRP-PCPscompositereinforcedconcrete,itsstrengthwassignificantlyimproved.Whentheeccentricityratiowas0.8,thestrengtheningeffectoftheCFRP-PCPscompositereinforcedconcretewasmostsignificant,anditsbearingcapacityincreasedbynearly50%.Inaddition,thelengthofCFRP,eccentricityratio,andbendingreinforcementratioalsohadacertainimpactonthestrengthanddeformationperformanceofthespecimens.Thisstudyhasacertainreferencevalueforengineeringpractice.
Keywords:CFRP-PCPs;compositereinforcedconcrete;eccentriccompression;mechanicalproperties;failuremode.
引言：
随着工程结构的不断发展，大跨度、高层次的工程结构越来越多地使用混凝土结构。然而，现有的混凝土结构在某些特殊条件下，其力学性能并不能完全满足实际需求。因此，在工程实践中，研究及应用新型轻质、高强的复合材料来加固混凝土结构已成为当今的热点研究方向之一。
CFRP（CarbonFiberReinforcedPolymer）已成为一种常见的复合材料，它具有重量轻、加工性好、耐久性强等优点，在混凝土结构中的加固应用也得到了广泛的研究和应用。将CFRP与PCPs（PolypropyleneFiberReinforcedConcrete）相结合，既能充分发挥两种成分的优点，又能改善其各自的不足，因此在混凝土结构加固中也有着广泛的应用前景。
本文旨在通过试验研究CFRP-PCPs复合筋混凝土偏心受压长柱的力学性能以及破坏模式，并分析不同参数对CFRP-PCPs复合筋混凝土性能的影响，从而为工程实践提供一定的参考价值。
试验设计：
试验选用7个长柱样件，其中5个为竖向离心，2个为斜向离心。采用标准混凝土（掺10%硅砂）NC50，搅拌后在1.5h内浇灌成模，在室温下水养至28d。CFRP与PCPs的混杂比为1:1，长度分别为80mm、120mm、160mm，离心距分别为0、0.6、0.8，弯曲配筋率采用0.16%、0.24%、0.32%三种方案，其中0.16%的斜向离心试件不配弯曲钢筋。试验方案具体见表格1。
结果分析：
试验结果表明，在CFRP-PCPs复合筋混凝土中添加4%的CFRP短纤维时，其强度显著提高。当离心距为0.8时，CFRP-PCPs复合筋混凝土的加强效果最显著，其承载力提高了近50%。此外，CFRP长度、离心距和弯曲配筋率也对试件强度和变形性能产生一定的影响。
CFRP短纤维的加入能够有效地提高CFRP-PCPs复合筋混凝土的抗压强度，其中添加4%的短纤维后，其抗压强度比不添加短纤维的试件提高了13.08%。这是因为CFRP短纤维能够平均分布在混凝土中，有效提高其韧性和抗裂性能。
对于离心距的影响，离心距为0.8时，CFR