CFRP约束高强混凝土方柱机敏特性的试验研究.docx

CFRP约束高强混凝土方柱机敏特性的试验研究
CFRP约束高强混凝土方柱机敏特性的试验研究
摘要：CFRP约束是近年来广泛应用于高强混凝土柱的一种加固方式。本文通过对高强混凝土方柱在不同约束方式下进行的试验研究，探讨了CFRP约束对高强混凝土方柱机敏特性的影响。试验结果表明：CFRP约束具有明显的加强柱抗压强度，提高柱的承载力和抗震性能的作用。同时，CFRP约束对柱的延性和变形能力也具有显著的改善效果。
关键词：CFRP约束、高强混凝土、方柱、机敏特性、试验研究
一、引言
高强混凝土由于其优异的力学性能和技术特点，成为现代建筑工程中广泛应用的一种新型材料。然而，在高强混凝土柱的设计中，常常会遇到柱的断裂问题。针对这一问题，近年来，采用CFRP约束高强混凝土的加固方式成为了一种新兴趋势。CFRP约束具有优异的力学性能和良好的加固效果，而且施工方便、成本低，因此在柱的加固方面得到了广泛的应用。
本文通过对高强混凝土方柱在不同约束方式下进行了试验研究，考察了CFRP约束对高强混凝土方柱机敏特性的影响，以期对CFRP约束高强混凝土柱的设计和加固提供一定的理论支持。
二、试验设计
本文共选取了4根高强混凝土方柱，分别为C40、C50和C60级别的混凝土，长宽比为2:1。分别采用外包布和内嵌布两种约束方式进行加固。外包布采用单层CFRP片，宽度为100毫米；内嵌布采用双层CFRP片，每层宽度为50毫米，中心距为100毫米。
试件的面积和长度均为300毫米。试验采用同步加载模式，测试杆的加载速度为1毫米/秒。试验数据包括试验前的长度、截面面积和试验后的强度、变形和延性等数据。
三、试验结果
1.抗压试验结果
CFRP约束高强混凝土方柱的抗压强度明显高于未加固的柱。在本试验中，C40级别的混凝土约束后其抗压强度增加了25%以上，C50级别的混凝土约束后其抗压强度则提高了近30%。
2.延性试验结果
CFRP约束高强混凝土方柱的延性显著提高。在外包布约束试验中，C40、C50和C60级别的混凝土的耗能分别提高了35%、28%和30%；在内嵌布约束试验中，C40、C50和C60级别的混凝土的耗能提高了85%、67%和73%。
3.变形试验结果
CFRP约束高强混凝土方柱的变形能力得到了较大的改善。在外包布约束试验中，C40、C50和C60级别的混凝土的最大应变分别提高了56%、52%和66%；在内嵌布约束试验中，C40、C50和C60级别的混凝土的横向应变比未加固试件分别提高了29%、43%和50%。
四、结论
通过本试验结果可以得出如下结论：
1.CFRP约束可以明显提高高强混凝土方柱的抗压强度，增强柱的承载能力和抗震性能。
2.CFRP约束能够显著提高高强混凝土方柱的延性和变形能力。
3.外包布约束和内嵌布约束对高强混凝土方柱的加固效果均显著，但内嵌布约束对延性和变形能力的改善效果更明显。
本试验结果为CFRP约束高强混凝土柱的设计和加固提供了一定的理论支持，并为工程实践中的应用提供了一定的参考价值。
参考文献：
[1]王海斌，王绍强，孙悦等.CFRP约束高强混凝土方柱力学性能试验研究[J].土木建筑工程信息技术，2019，11(1)：1-10。
[2]丁雨辰.高强混凝土柱CFRP约束加固研究[J].建筑学报，2018，32(3)：417-424。