高延性聚酯纤维加固RC柱轴心受压性能的试验研究

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近年来随着我国建筑行业的迅猛发展,在对新建建筑的要求不断提高的同时,对建成年代较长的建筑的补强和加固工作也引起了工程界的重视。纤维复合材料(FiberReinforced Polymer,简称FRP)加固是上世纪80年代发明的一种加固技术,我国于1997年开始研究。FRP具有抗拉强度高、质量轻、耐腐蚀、耐久性和抗疲劳性能好的特点,但是其价格较贵,且材料的弹性模量大,延伸率较小,导致加固后钢筋混凝土构件容易产生脆性破坏。寻找一种延伸率大、加固效果好且成本低的加固技术已经成为工程加固界的主要任务。  高延性聚酯纤维加固技术(Super Reinforcement with Flexibility,简称SRF)作为一种新的加固技术,不但具有优良的耐腐蚀性能、价格便宜,而且具有很高的抗拉强度,其抗力强度比普通钢筋要高,且弹性模量较低,破坏前有显著的变形,用作混凝土结构的加固材料是非常合适的。作为一种新的加固技术,目前在我国的研究还比较少,加固后结构的综合受力性能均没有研究。所以,本文通过试验研究与理论分析,对SRF加固钢筋混凝土柱轴心受压性能进行深入研究,主要有以下几点:  (1)设计了SRF加固钢筋混凝土柱轴心受压试验,研究不同加固形式、不同混凝土强度等级、不同纤维带层数、不同柱长细比对SRF加固钢筋混凝土柱轴心受压的约束性能、承载力贡献以及加固后的破坏模式。试验研究表明,纤维带能够有效的约束混凝土变形,使得其抗压强度得以提高,纵向钢筋的塑性变形能力也得到了充分发挥,推迟了受压区混凝土的破坏,构件的延性和承载力得到了显著改善和提高。  (2)根据试验和理论研究,运用ABAQUS软件建立了SRF加固钢筋混凝土柱的有限元模型。通过模拟分析,发现模拟计算结果与试验结果较为接近,说明所选用的材料模型、单元类型、计算模型是合理的,可以较好的模拟SRF加固钢筋混凝土柱轴心受压。同时深入地分析了加固层数、加固间距对承载力的影响,确定出了最优加固层数和最优加固间距。  (3)对SRF加固钢筋混凝土柱的加固机理进行了分析,建立了简化的受力模型,并推导出承载力计算的简化公式。将公式计算结果与试验数据进行对比,发现两者基本吻合,且计算结果偏于安全,可供工程技术人员在实际加固工程中参考。  
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