BFRP约束几何相似钢筋混凝土圆柱的性能研究(3)

BFRP约束几何相似钢筋混凝土圆柱的性能研究

表２　试件的强度值

Ｔａｂｌｅ２　Ｓｔｒｅｎｇｔｈｏｆｔｈｅｓｐｅｃｉｍｅｎｓ

相似。但当荷载达到未加固试件的峰值应力时，由于试件的横向变形增加，加固试件纤维布的环向拉应变开始逐渐增大，纤维的约束效应逐渐体现出来；随着荷载的继续增加，纤维布因混凝土的纵向压缩而拉紧出现皱褶，并向外出现膨胀，可以听到纤维断裂的响声。纤维布和混凝土之间空隙会逐渐因纤维的张紧和混凝土柱的横向膨胀而填满。当荷载进一步增加时，纤维布变形迅速增长，柱有明显的横向膨胀，小部分纤维出现断裂，发出较大的声响；当达到各加固柱的峰值应力时，在一声巨大的爆裂声中，柱中部纤维布突然断裂，并在纤维布断裂处可以看见纵筋向外凸出，试验柱迅速丧失承载力，柱体破坏。加固圆柱试件的破坏形态如图２ｂ

所示。

编号

Ｎｏ．Ａ１Ａ２Ｂ１Ｂ２Ｃ１Ｃ２

极限荷

载／ｋＮｌｉｍｉｔｌｏａｄ１４０００７５８０２４０５０１２７８０３４４５０１８０２０

极限应

力／ＭＰａｌｉｍｉｔｓｔｒｅｓｓ７９２６４２９１７６６５４０６９７０２１３７２９

强度提

强度增

％高率／

幅／ＭＰａ

ｓｔｒｅｎｇｔｈ

ｉｎｔｅｎｓｉｔｙｉｎｃｒｅａｓｅｄ

ｉｎｃｒｅｍｅｎｔ

３６３５—３５９６—３２９２—

８４７０—８５９０—８８２８—

力时，轴向变形迅速增大，构件中间位置保护层几乎全部脱落，钢筋被压曲，混凝土构件的承载力迅速下降，试件破坏，其形态如图２ａ所示。

　　在加载初期，加固试件与未加固试件响应情况

图２　试件的破坏形态

Ｆｉｇ．２　Ｄｅｓｔｒｏｙｅｄｐａｔｔｅｒｎｓｏｆｓｐｅｃｉｍｅｎｓ

注：ａ．未加固试件；ｂ．加固试件。

　　加固柱破坏后其内部混凝土成粉末状，而对比试件破坏后其内部混凝土成块状。加固试件在破坏后除部分粗骨料外多被压酥、破碎成粉状，剥落的混凝土堆洒在试验机底座上，说明纤维布对核心混凝土起到了较强的约束作用，混凝土的强度得到充分的利用。试验中还发现，在结构胶对纤维布良好浸渍并搭接充分的情况下（试验中搭接长度为１００ｍｍ），并没有出现纤维布搭接失效的情况。而且在对破坏的试件观察发现，断裂的纤维布撕裂后其内面上粘有大量混凝土碎块，说明纤维布与混凝土之间的界面黏接性能很好，能共同承受荷载。２３　ＢＦＲＰ加固钢筋混凝土柱强度分析２３．１　ＦＲＰ加固混凝土柱的强度模型

为了对ＦＲＰ加固后混凝土柱类构件在轴压下的承载能力进行分析和预测，近年来很多学者根据试验结果提出了不同形式的强度和变形经验模型。其中大多是参考钢材约束混凝土的强度模型建立

７］

起来的，模型的形式如下［：

ｆ′ｆｃｃ１

＝１＋Ｋ·。１

ｆ′ｆ′ｃｏｃｏ

（１）

式中：ｆ′和ｆ′分别表示约束混凝土的强度和无ｃｃｃｏ约束混凝土强度；Ｋｆ１为等效约束系数；１表示横向２ｆｔＦＲＰ

约束压力ｆ，ｆＲＰ布的周向拉伸强１ＲＰ为ＦｄＦｔ为ＦＲＰ布的总厚度，ｄ为试件的直径。度，

由于ＦＲＰ是脆性材料，破坏时不存在屈服阶段。因而在使用上述模型时，需要对Ｋ１值进行修

８－９］正。表３给出了修正后模型的等效约束系数［

计算式。

由于混凝土材料试验结果的离散性，再加上试验时所采用的纤维种类、纤维布厚度、黏结剂种类、构件截面形状以及混凝土的性能、试件的尺寸等参数不同，各种模型的精度也不一。