CFRP与角钢复合加固钢筋混凝土中长柱的受力分析.pdf

第26卷第3期 固体力学学报 V01．26No．3 2005年9月 ACTAMECHANICASOLIDASINICA 2005 September CFRP与角钢复合加固钢筋混凝土 中长柱的受力分析+ 卢亦焱1’2 欧添雁1 赵国藩2 (1武汉大学土木建筑工程学院，武汉，430072)(2大连理工大学土木系，大连，116023) 摘要通过9根外包角钢与碳纤维布复合加固钢筋混凝土中长柱轴心受压试验，把复合加固柱核心混凝土 分成有效约束区和弱约束区，研究了有效约束区和弱约束区混凝土的本构关系．在此基础上，把柱截面划分成若干 计算单元，编制了全过程分析程序进行数值模拟计算．研究表明，计算结果与试验结果吻合较好，可为工程应用提 供参考． 关键词角钢，碳纤维布，复合加固，中长柱 0 引言 等级为C35，实测同养护条件下的混凝土试块三组， 得到混凝土立方体抗压强度为41．0MPa．柱断面尺 mm×200 m一3．0 由于碳纤维布具有强度高、弹模大、耐腐蚀、施 寸200 mm，长度1．6 m，对应的长 工简便快捷等优点，因此在工程上用碳纤维布加固 细比是8～15．主要的试验变量为长细比入、角钢体 短柱已经大量应用．但是对于中长柱(8≤Z几≤30)， 积含钢率oi、体积含cFRP率o。、体积含箍板率o。， 由于存在二阶效应问题，用碳纤维布加固效果并不 碳纤维布粘贴方式有一层条带、一层、两层碳纤维 明显．通过角钢与碳纤维布复合加固短柱试验表明， 复合加固可以获得优良的力学性能…．用角钢与碳 表1，试件配筋及复合加固方式见图1． 纤维布复合加固钢筋混凝土中长柱，可以减少中长 柱的二阶效应，同时可以提高碳纤维布的围裹效 表1试件分组 果【2J．然而，影响中长柱复合加固的承载力因素很 试件号长度长细比 加固方式 多，首先是围裹力的不均匀使得柱核心混凝土的性能 与复合加固短柱不一样；其次，由于中长柱存在二阶 效应，加固后影响承载力因素有长细比、角钢量、箍板 间距等，故一般的理论公式计算其承载力比较困难． 作者对复合加固混凝土中长柱作试验研究，在 试验研究基础上，提出了适合中长柱的约束混凝土 本构关系和核心混凝土的约束区的划分方法．在此 基础上，编写了对复合加固中长柱的荷载一挠度全过 程分析程序． 1试验概况 2试验结果分析 制作9根钢筋混凝土柱，所选用的混凝土强度 2．1变形特征 资助． 2004-11-30收到第l稿，2005JD4_07收到修改稿． 万方数据 ·310· 固体力学学报 下，角钢内翼缘应变分布直线基本上与混凝土应变 分布直线重合，表明受压力较小边角钢与混凝土间 无相对脱离转动这是因为角钢处于纵向弯曲的凸 边，角钢与混凝土相挤压，产生较大摩擦力，使之趋