粘貼鋼板與CFRP復(fù)合加固混凝土異形柱抗震性能試驗(yàn)研究.pdf

1、混凝土異形柱結(jié)構(gòu)由于其構(gòu)件自身的特點(diǎn)，與普通混凝土結(jié)構(gòu)有許多不同之處。在異形柱結(jié)構(gòu)發(fā)展和應(yīng)用的各個(gè)階段，不同版本的設(shè)計(jì)規(guī)程對(duì)其材料、配筋構(gòu)造、適用范圍、軸壓比等的規(guī)定也存在著差異。近幾十年來(lái)，結(jié)構(gòu)抗震加固技術(shù)得到了迅速的發(fā)展與推廣，但是針對(duì)混凝土異形柱結(jié)構(gòu)的相關(guān)研究還較少。
　　 為了研究混凝土異形柱的抗震加固方法，完善相應(yīng)的加固技術(shù)，本文設(shè)計(jì)制作了23根混凝土異形柱(包括7根L形柱、7根T形柱、4根十字形柱和5根Z形柱)，并采

2、用粘貼鋼板、粘貼碳纖維布以及二者復(fù)合加固三種方法對(duì)其中19根實(shí)施了加固。
　　 對(duì)23根異形柱分別進(jìn)行了水平低周反復(fù)荷載作用下的試驗(yàn)研究，觀察了各構(gòu)件的破壞過(guò)程和破壞形態(tài)，得到了水平荷載-位移滯回曲線(xiàn)，考察了構(gòu)件中的鋼筋、鋼板和碳纖維布的應(yīng)變發(fā)展。試驗(yàn)結(jié)果表明，采用粘貼鋼板加固時(shí)，其水平極限荷載可以提高40％以上，延性和抗震耗能能力沒(méi)有明顯改善；采用滿(mǎn)包方式粘貼碳纖維布加固時(shí)，其水平極限荷載約提高30％～40％，正負(fù)兩向延性系數(shù)

3、平均值提高60％以上；采用復(fù)合加固時(shí)，以上兩種加固方法所達(dá)到的加固效果均能夠較好地實(shí)現(xiàn)。
　　 采用有限元分析的方法對(duì)混凝土異形柱和復(fù)合加固異形柱進(jìn)行了水平荷載作用下的計(jì)算分析，計(jì)算結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果吻合較好。表明本文所建立的復(fù)合加固異形柱的計(jì)算模型及選取的本構(gòu)關(guān)系合理，計(jì)算方法可靠，可進(jìn)一步推廣應(yīng)用于復(fù)合加固混凝土異形柱的計(jì)算分析。
　　 在試驗(yàn)研究和有限元分析的基礎(chǔ)上，探討了復(fù)合加固異形柱的加固作用機(jī)理。碳纖維布條帶包裹

4、時(shí)，起到的作用類(lèi)似于箍筋，可改善構(gòu)件延性；碳纖維布滿(mǎn)包時(shí)，除了起到類(lèi)似箍筋的作用外，還可使混凝土抗壓強(qiáng)度在橫向約束的作用下有所提高，同時(shí)其抗拉強(qiáng)度在構(gòu)件縱向發(fā)揮作用而直接參與受力。以此為依據(jù)，給出了工程軸方向復(fù)合加固異形柱的正截面承載力計(jì)算公式。
　　 本文的創(chuàng)新點(diǎn)主要有：首次提出并研制用于混凝土異形柱的粘貼鋼板和碳纖維布復(fù)合加固方法；通過(guò)對(duì)復(fù)合加固后異形柱進(jìn)行水平低周反復(fù)荷載作用下的抗震性能試驗(yàn)研究，考察加固后異形柱的破壞特征