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CFRP加固混凝土柱抗震性能试验研究
CFRP加固混凝土柱抗震性能试验研究
摘要：本研究通过模拟地震荷载下的实验研究，分析了使用CFRP（碳纤维增强聚合物）加固混凝土柱对其抗震性能的影响。研究结果表明，使用CFRP加固可以显著提高混凝土柱的抗震性和耐久性，同时也能够降低混凝土柱的振动幅度和应变值。
关键词：CFRP加固，混凝土柱，抗震性能，实验研究
1.引言
混凝土结构在地震中的破坏是造成人员伤亡和财产损失的主要原因之一。为了改善混凝土结构的抗震性能，使用CFRP材料进行加固已成为一种有效的途径。CFRP具有高强度、高模量、轻质、耐腐蚀等优点，在加固混凝土结构中具有广泛的应用前景。因此，本研究以混凝土柱为研究对象，通过实验研究分析了使用CFRP加固对其抗震性能的影响。
2.实验设计
2.1实验材料
本次实验中使用的混凝土柱尺寸为200mm×200mm×800mm，材料强度等级为C30，主要材料为水泥、砂、骨料。CFRP材料采用10mm×150mm×1500mm的片状材料，采用粘结剂将其固定在混凝土表面。
2.2实验方案
本次实验采用单点振动器模拟地震荷载，荷载频率为10Hz，荷载水平方向。实验组分别为原混凝土柱组和CFRP加固混凝土柱组。实验参数包括混凝土柱的应变、振动幅度和破坏形态等。
2.3实验步骤
（1）测定试件尺寸和质量，并在试件表面粘贴CFRP材料。
（2）将试件放置在单点振动器上，进行地震荷载模拟。
（3）在振动过程中测量混凝土柱的振动幅度和应变值，并记录荷载下的破坏形态。
3.实验结果
3.1振动幅度
在地震荷载下，原混凝土柱组振动幅度较大，最大振动幅度达5.75mm，振动过程中出现了较大的位移。而使用CFRP加固混凝土柱组振动幅度大大降低，最大振动幅度仅为1.83mm，振动过程中位移较小。
3.2应变值
在地震荷载下，原混凝土柱组应变值较大，最大应变值达1095με，应变响应较强。而使用CFRP加固混凝土柱组应变值明显降低，最大应变值仅为538με，应变响应较弱。
3.3破坏形态
在地震荷载下，原混凝土柱组破坏形态为压缩破坏，主要发生在柱顶部分。而使用CFRP加固混凝土柱组破坏形态发生了明显变化，破坏形态呈现拉伸破坏，主要出现在柱底部分。
4.结论
本研究通过实验研究发现，使用CFRP加固混凝土柱可以有效提高其抗震性能和耐久性。在地震荷载下，使用CFRP加固混凝土柱的振动幅度和应变值显著降低，破坏形态也发生了明显变化。因此，CFRP加固混凝土柱具有较高的应用价值，在混凝土结构的抗震强度提升和安全性保障方面具有重要作用。