BFRP约束几何相似钢筋混凝土圆柱的性能研究

BFRP约束几何相似钢筋混凝土圆柱的性能研究

第３５卷　第１期２０１１年１月

南京林业大学学报（自然科学版）

ＪｏｕｒｎａｌｏｆＮａｎｊｉｎｇＦｏｒｅｓｔｒｙＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ（ＮａｔｕｒａｌＳｃｉｅｎｃｅＥｄｉｔｉｏｎ）

Ｖｏｌ．３５，Ｎｏ．１

，２０１１Ｊａｎ．

：／／ｗｗｗ．ｎｌｄｘｂ．ｃｏｍ［ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１０００－２００６．２０１１．０１．０１９］ｈｔｔｐ

ＢＦＲＰ约束几何相似钢筋混凝土圆柱的性能研究

童谷生，刘永胜

（华东交通大学土木建筑学院，江西　南昌　３３００１３）

摘要：利用５０００ｋＮ液压试验机，对３组几何形状相似的玄武岩纤维布（ＢＦＲＰ）约束钢筋混凝土采用ＢＦＲＰ约束钢筋混凝土可以有效地提高试件的极限圆柱进行了静力压缩试验。结果表明：

应力并改善其破坏形态，与未约束试件相比，上述３组试件的极限应力分别提高８４７％、８５９％和８８２８％。不同尺寸的约束试件极限应力提高程度不等，体现了材料承载能力的尺寸效应。另外，在已有纤维布（ＦＲＰ）约束素混凝土柱强度模型的基础上，建立了适合于ＢＦＲＰ约束钢筋混凝土柱的强度模型。

关键词：玄武岩纤维布；钢筋混凝土圆柱；尺寸效应；极限应力；强度模型

中图分类号：ＴＵ５２８．５７１　　　文献标志码：Ａ　　　文章编号：１０００－２００６（２０１１）０１－００８３－０４

Ｒｅｓｅａｒｃｈｏｎｔｈｅｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｏｆｇｅｏｍｅｔｒｉｃａｌｌｙｓｉｍｉｌａｒｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ

ｃｏｎｃｒｅｔｅｃｏｌｕｍｎｒｅｓｔｒｉｃｔｅｄｂｙＢＦＲＰ

ＴＯＮＧＧｕｓｈｅｎｇ，ＬＩＵＹｏｎｇｓｈｅｎｇ

（ＳｃｈｏｏｌｏｆＣｉｖｉｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇａｎｄＡｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ，ＥａｓｔＣｈｉｎａＪｉａｏｔｏｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｎａｎｃｈａｎｇ３３００１３，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅｓｔａｔｉｃｃｏｍｐｒｅｓｓｉｖｅｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓｏｆ１５０ｍｍ×４５０ｍｍ、２００ｍｍ×６００ｍｍ，２５０ｍｍ×７５０ｍｍｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄｃｏｎｃｒｅｔｅｃｏｌｕｍｎｓｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄｂｙｂａｓａｌｔｆｉｂｅｒｒｅｉｎｆｏｒｃｅｐｌａｓｔｉｃ（ＢＦＲＰ）ｓｈｅｅｔｗｅｒｅｃｏｎｄｕｃｔｅｄｂｙ５０００ｋＮｈｙｄｒａｕｌｉｃｔｅｓｔｉｎｇｍａｃｈｉｎｅ．ＴｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｅｄｔｈａｔｒｅｓｔｒｉｃｔｉｏｎｕｓｉｎｇＢＦＲＰｓｈｅｅｔｓｃｏｕｌｄｉｎｃｒｅａｓｅｔｈｅｂｅａｒｉｎｇａｎｄｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎａｂｉｌｉｔｙｏｆｔｈｅｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄｃｏｎｃｒｅｔｅｃｏｌｕｍｎａｎｄｔｈｅｌｉｍｉｔｅｄｓｔｒｅｓｓｉｎｃｒｅａｓｅｄｏｆ８４７％，８５９％ａｎｄ８８２８％ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ．Ｔｈｅｓｉｚｅｅｆｆｅｃｔｏｆｂｅａｒｉｎｇｅｘｉｓｔｓｆｏｒｄｉｆｆｅｒｅｎｔｄｉｍｅｎｓｉｏｎｓｐｅｃｉｍｅｎｓ．ＢａｓｅｄｏｎｔｈｅＦＲＰｓｔｒｅｎｇｔｈｍｏｄｅｌ，ｔｈｅｓｔｒｅｎｇｔｈｍｏｄｅｌｏｆｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄｃｏｎｃｒｅｔｅｃｏｌｕｍｎｒｅｓｔｒｉｃｔｅｄｂｙＢＦＲＰｗａｓｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄｂｙｍｏｄｉｆｙｉｎｇｔｈｅｐａｒａｍｅｔｅｒ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ＢＦＲＰ；ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄｃｏｎｃｒｅｔｅｃｏｌｕｍｎ；ｓｉｚｅｅｆｆｅｃｔ；ｌｉｍｉｔｅｄｓｔｒｅｓｓ；ｓｔｒｅｎｇｔｈｍｏｄｅｌ

　　混凝土等脆性材料的尺寸效应一直是国内外

１］

的研究热点。Ｂａｚａｎｔ等［将实验结果应用于劈裂

３］

应问题。Ｙａｚｉｃ等［开展了碳纤维布（ＣＦＲＰ）约束

素混凝土柱的抗压试验，结果表明不同尺寸的试件

４］强度存在尺寸效应；Ｉｓｓａ等［对ＣＦＲＰ加固钢筋混

裂纹带模型，分析了几何相似素混凝土柱的轴压承

２］

载能力尺寸效应；Ｓｅｎｅｒ等［开展了几何相似钢筋

凝土圆柱试件的强度尺寸效应进行了非线性有限元分析。文献［５－６］中对ＦＲＰ约束素混凝土方柱的强度及尺寸效应进行了试验研究。纤维加固技术在土木工程中应用时间还较短，在加固设计理论和实验研究方面仍待完善。笔者通过试验研究了玄武岩纤维布（ＢＦＲＰ）约束几何相似的钢筋混凝土圆柱试件强度和变形，并分析了ＢＦＲＰ对钢筋混凝土圆柱强度的影响及其尺寸效应。

混凝土方柱轴压实验，结果与Ｂａｚａｎｔ等提出的尺寸效应一致。纤维布（ＦＲＰ）材料具有强度高、耐腐蚀性能好、价格实惠等优点，因而在结构加固技术中具有良好的应用前景。但在实验室研究材料的加固技术时，试件大都是按照比例做成的缩尺模型。这些缩小后的试件与工程中实际构件的力学性能（如强度）在横向约束不足时也会出现尺寸效

　收稿日期：２０１０－０３－２３　　　　修回日期：２０１０－０６－１７

　基金项目：江西省自然科学基金项目（２００９ＧＺＣ００１９）；铁路环境振动与噪声教育部工程研究中心开放研究项目　作者简介：童谷生（１９６２—），教授，博士。Ｅｍａｉｌ：ｔｏｎｇｇｕｓｈｅｎｇ＠１２６．ｃｏｍ。

　引文格式：童谷生，刘永胜．ＢＦＲＰ约束几何相似钢筋混凝土圆柱的性能研究［Ｊ］．南京林业大学学报：自然科学版，２０１１，３５（１）：

８３－８６．