纤维布加固钢筋混凝土偏心受压柱的试验研究与理论分析

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在土木工程中,由于设计失误、施工不当、使用功能改变、设计标准提高、建筑物老化、自然灾害及偶然事故等诸多原因,需要对建筑物进行补强和加固。近几年来,纤维复合材料(Fiber Reinforced Polymer,简称FRP)作为一种新型的混凝土结构补强加固材料在我国逐渐兴起。由于FRP具有重量轻、强度高、易于施工、耐腐蚀性好、对结构影响小等优越性能,而引起了国内外土木工程界的普遍关注,并被认为是最具有前景的加固方法。FRP在国外已经被广泛地应用在土木工程中,然而在我国对于FRP的研究应用还十分有限。 本文以16根柱的破坏性试验为基础,对纤维布加固钢筋混凝土偏心受压柱进行了试验研究。分析了纤维布加固量、纤维布种类、预加载程度、卸载程度、锚固宽度、锚固间距6个变化参数对加固效果的影响。结果表明:在大偏压柱受拉侧纵向粘贴纤维布加固后,试件的承载力明显提高;加固柱的承载力随纤维布层数的增加而增加,但承载力的提高程度与纤维布的加固层数并不呈线性增长关系;碳纤维布对钢筋混凝土偏心受压柱承载力的提高明显优于玻璃纤维布,即纤维布的抗拉强度越高,加固效果越好;滞后应变的大小是决定二次受力结构加固效果的关键因素,加固前应尽可能对结构进行卸载,但没有必要花费大量的人力、物力去完全卸载,只要卸载至原结构极限承载力的40%左右就能获得良好的加固效果;对纵向粘贴纤维布加固的偏心受压柱采取合理的附加锚固措施是必要的,它不仅能显著提高柱的承载力,还能改善柱的延性。在相同的锚固量下,条形箍分条越多,宽度越小,锚固间距越小,加固效果越好。 最后,在试验结果分析的基础上,推导了纤维布加固钢筋混凝土偏心受压柱的正截面承载力计算公式,并将理论计算结果与试验结果进行了比较。结果表明,采用本文的计算方法与试验值误差较小,且偏于安全,可供加固设计时参考。
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