【摘 要】
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FRP由于其质量轻、强度高、耐腐蚀、便于施工等优点被广泛运用到土木工程中,其主要应用形式之一是沿混凝土柱横向包裹纤维布,通过约束混凝土的横向膨胀达到对混凝土结构补强
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FRP由于其质量轻、强度高、耐腐蚀、便于施工等优点被广泛运用到土木工程中,其主要应用形式之一是沿混凝土柱横向包裹纤维布,通过约束混凝土的横向膨胀达到对混凝土结构补强加固的效果。在实际工程中大多数混凝土柱处于偏心受压状态,即使是设计为轴心受压的混凝土柱,由于施工误差、几何尺寸偏差等原因也不同程度处于偏压状态。目前,偏压FRP约束混凝土相关研究主要集中于构件力学性能层面,并已证实FRP约束能有效提高偏压混凝土柱的承载力。只有极少数研究进一步深入到应力-应变关系层面,即研究偏心距对FRP约束混凝土应力-应变关系的影响,研究结果表明,由于偏压作用下存在应变梯度,混凝土横向膨胀不均匀,因此偏压作用与轴压作用下FRP约束混凝土的应力-应变行为是有区别的,但这些研究得出的偏心距效应并不一致,甚至是相互矛盾的。基于上述背景,本文对FRP约束混凝土偏压圆柱进行了试验研究和理论分析,主要内容和结论如下:(1)以偏心率、FRP包裹层数为主要参数,进行了 16根FRP约束混凝土圆柱试件的偏压试验和4根FRP约束混凝土圆柱试件的轴压试验。试验结果表明:随着偏心率增大,试件承载力减小、延性增大,FRP约束混凝土极限轴向应变增大,FRP断裂应变变化不明显;随着FRP层数增加,试件承载力增大、延性增大,FRP约束混凝土极限轴向应变增大,FRP断裂应变变化不明显。(2)直接采用Lam和Teng提出的轴压下FRP约束混凝土应力-应变模型进行截面分析会低估偏压试件的承载力和延性,且低估幅度随偏心率的增大而增大,说明偏心距效应不可忽略。根据试验荷载-曲率曲线,反算出不同偏心率下FRP约束混凝土的极限轴向应变及其应力-应变曲线第二段斜率,并根据反算结果提出了拟合公式,对Lam和Teng应力-应变模型进行了修正,使其能合理考虑偏心距效应。(3)利用修正后的Lam和Teng模型进行了参数分析,结果表明:随着偏心率增大,FRP约束混凝土极限轴向应变增大,FRP约束混凝土应力-应变曲线第二段斜率减小,两者联合作用下造成FRP约束混凝土极限轴向应力随偏心率的增大而先增大后减小。
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