BFRP约束几何相似钢筋混凝土圆柱的性能研究(2)

BFRP约束几何相似钢筋混凝土圆柱的性能研究

１　材料与方法

１．１　原材料

水泥为普通３２５级硅酸盐水泥；粗骨料为最

３大粒径达２５ｍｍ卵石，堆积密度为１６２０ｋｇ／ｍ，表３

３５５ｋｇ／ｍ，空隙率为３８％，含水率观密度为２６

３］

供［。试验所用的结构胶是由湖南固特邦土木技术

有限公司生产的ＪＮＣ纤维片材加固配套专用胶。１．２　试件设计和制作

试件设计为圆柱形，其尺寸、分组及加固方式见表１。表１中２７个构件共分为Ａ、Ｂ、Ｃ３组，每Ａ、Ｂ、Ｃ为ＢＦＲＰ加固试件，Ａ、Ｂ、Ｃ为组９个，１１１２２２未加固的对比构件。试件采用全长包裹的方式加固。Ａ、Ｂ、Ｃ３组构件的直径、高度、纵筋直径、箍筋直径、箍筋间距、保护层厚度、ＦＲＰ粘贴层数的比值均为３∶４∶５，从而保证了Ａ、Ｂ、Ｃ３组构件所有因素７ｄ实测强度的几何相似性。同批混凝土立方体２平均值为３７６ＭＰａ。

为０２４４％；细骨料为细度模数２２２的中砂，其堆

３３

积密度为１４０３ｋｇ／ｍ，表观密度为２６４４ｋｇ／ｍ，空

隙率为４６％，含水率为０４％；箍筋选用Ｑ２３５钢，纵筋采用ＨＲＢ３３５钢，纵筋的抗拉极限为３９０ＭＰａ，８４％；玄武岩纤维布由浙江得邦高技术配筋率为３

纤维有限公司生产，其规格和性能参数由厂家提

表１　试件尺寸、分组及加固方式

Ｔａｂｌｅ１　Ｓｐｅｃｉｍｅｎｓｉｚｅ，ｇｒｏｕｐｉｎｇａｎｄｒｅｉｎｆｏｒｃｉｎｇｐａｔｔｅｒｎｏｆｔｈｅｓｐｅｃｉｍｅｎｓ

编号

Ｎｏ．Ａ１Ａ２Ｂ１Ｂ２Ｃ１Ｃ２

尺寸／ｍｍ

ｓｉｚｅ１５０×４５０１５０×４５０２００×６００２００×６００２５０×７５０２５０×７５０

数量

ｎｕｍｂｅｒ４５４５４５

纵筋ｌｏｎｇｉｔｕｄｉｎａｌｒｅｉｎｆｏｒｃｅｍｅｎｔ直径／ｍｍ１２１２１６１６２０２０

数量６６６６６６

保护层厚／ｍｍ

ｒｏｔｅｃｔｏｒｔｈｉｃｋｎｅｓｓ直径／ｍｍ间距／ｍｍｐ

６６８８１０１０

６０６０８０８０１００１００

１５１５２０２０２５２５

箍筋ｓｔｉｒｒｕｐ

ＢＦＲＰ层数

ＢＦＲＰｌａｙｅｒ

３０４０５０

２　结果与分析

２．１　极限荷载与极限应力

所有试验均在５０００ｋＮ液压试验机上进行。

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　试验测得试件的应力应变曲线如图１所示。由图１可以看出，当试件尺寸相同时，加固试件的变形

能力比未加固对比试件强得多。

图１　试件的应力－应变（）曲线ρεＦｉｇ．１　Ｓｔｒｅｓｓｓｔｒａｉｎｃｕｒｖｅｓｏｆｓｐｅｃｉｍｅｎｓ

　　试件的极限荷载及极限应力如表２所示。由表２可知，尽管此次试验所用试件不多，但实验数据分布还是比较理想。加固试件的极限荷载和极限应力较未加固试件均有不同程度的提高，且随着试件尺寸不断增大，极限应力的提高值不断减小，

但提高幅度不断增大。２．２　试件的变形和破坏形态分析

未加固试件在轴心荷载作用的初期，外观没有

明显变化。当荷载达到试件强度的５０％左右时，由于混凝土试件表面没有横向约束作用，试件开始出现竖向微裂纹。当轴心压力达到峰值应力的

８０％左右时，试件竖向裂纹逐渐增多，并随着荷载的进一步增加逐渐扩展，此时试件的横向变形明显。随着荷载的逐渐增加，试件相继出现多条纵向可见短裂缝并不断延伸、扩展，形成贯通的斜裂缝，直至混凝土保护层脱落。当荷载达到其极限承载