FRP编织网/ECC复合加固钢筋混凝土圆柱力学性能的试验研究
发布时间：2021-04-13 05:58
考虑纤维编织网表面处理、层数和ECC施工工艺等因素,对FRP编织网/ECC复合增强钢筋混凝土圆柱进行了静力轴向受压试验,研究了加固柱的承载力和变形能力.在试验研究的基础上,利用有限元软件建立了加固柱的数值分析模型.试验结果表明,加固柱的破坏形态为BFRP编织网断裂;随着编织网层数的增加,加固柱的极限荷载和变形性能均有所提高;FRP编织网经过表面处理后,显著地改善了与ECC的界面黏结性能和共同工作性能;涂抹ECC和喷射ECC与FRP编织网形成的复合加固层,均能对核心钢筋混凝土柱提供有效的侧向约束应力,延缓了纵筋的屈服.计算结果表明,利用所建立的非线性有限元模型,可以有效地预测加固柱的极限荷载和受力性能.
【文章来源】：东南大学学报(自然科学版). 2016,46(05)北大核心EICSCD
【文章页数】：6 页
【部分图文】：
试件破坏形式
mm4606102001.3试验装置试验采用500t液压伺服压力机加载．在圆柱中部位置沿着纵向和横向各对称布置2个长度为60mm应变片，测量试件的表面应变．采用长度为5mm的应变片测量圆柱内部纵筋、箍筋及BFＲP编织网的应变．在圆柱的顶部和底部设置位移传感器测量试件的纵向变形．在试件达到极限荷载前，采用荷载控制，速率为2.4kN/s;达到极限荷载后，采用位移加载控制，速率为0.5mm/s．所有数据均通过东华静态应变仪测量获得．2试验结果分析2.1破坏形态对比柱ＲC在纵筋受压屈服后混凝土压碎，柱体表面有多条纵向裂缝(见图2(a))．加固柱的破坏形态为内部纵向钢筋屈服后复合加固层中BFＲP编织网断裂，如图2(c)～(e)所示．FＲE1组试件中，BFＲP编织网与ECC在破坏前发生了较明显的滑移(见图2(b))，说明编织网表面处理有助于提高界面的黏结强度．(a)ＲC(b)FＲE1(c)FＲE1E(d)FＲE2E(e)FＲE3E图2试件破坏形式2.2荷载变形曲线图3给出了所有试件(6组试件，每组3个相同试样)的荷载变形曲线．由图可知，曲线分为上升和下降2个阶段．在上升阶段，所有试件曲线的斜率基本相同，表明在荷载相对较小的阶段，编织网/ECC复合层对核心混凝土的约束作用较小，加固柱的整体轴向刚度略有增长．随着荷载的增加，复合加固层中的ECC出现竖向裂缝，加固柱轴向刚度逐渐降低，曲线的斜率逐渐减小．当纵向钢筋达到屈服强度时，加固柱的轴向刚度降低的程度越来越显著，承载力基本不再增加．随着ECC裂缝的开展、增宽，BFＲP格栅断裂，加固柱达到极限荷载．复合加固层破坏后，荷载变形曲线进入下降段．图3荷载变形曲线相对于对比柱，FＲE1组试件开裂荷载的平均值为744.5kN，提高了35.9%;FＲE1E～FＲE3E组的平均值均在950kN左右，提高了73%，表明复合
制，速率为2.4kN/s;达到极限荷载后，采用位移加载控制，速率为0.5mm/s．所有数据均通过东华静态应变仪测量获得．2试验结果分析2.1破坏形态对比柱ＲC在纵筋受压屈服后混凝土压碎，柱体表面有多条纵向裂缝(见图2(a))．加固柱的破坏形态为内部纵向钢筋屈服后复合加固层中BFＲP编织网断裂，如图2(c)～(e)所示．FＲE1组试件中，BFＲP编织网与ECC在破坏前发生了较明显的滑移(见图2(b))，说明编织网表面处理有助于提高界面的黏结强度．(a)ＲC(b)FＲE1(c)FＲE1E(d)FＲE2E(e)FＲE3E图2试件破坏形式2.2荷载变形曲线图3给出了所有试件(6组试件，每组3个相同试样)的荷载变形曲线．由图可知，曲线分为上升和下降2个阶段．在上升阶段，所有试件曲线的斜率基本相同，表明在荷载相对较小的阶段，编织网/ECC复合层对核心混凝土的约束作用较小，加固柱的整体轴向刚度略有增长．随着荷载的增加，复合加固层中的ECC出现竖向裂缝，加固柱轴向刚度逐渐降低，曲线的斜率逐渐减小．当纵向钢筋达到屈服强度时，加固柱的轴向刚度降低的程度越来越显著，承载力基本不再增加．随着ECC裂缝的开展、增宽，BFＲP格栅断裂，加固柱达到极限荷载．复合加固层破坏后，荷载变形曲线进入下降段．图3荷载变形曲线相对于对比柱，FＲE1组试件开裂荷载的平均值为744.5kN，提高了35.9%;FＲE1E～FＲE3E组的平均值均在950kN左右，提高了73%，表明复合加固显著地增加了柱的开裂荷载．与未加固柱相比，FＲE1E，FＲE2E和FＲE3E极限荷载的平均值分别提高了44.6%，49%和56.4%，说明随着编织网层数的增多，加固柱的极限抗压承载力有所增加．使用喷射ECC与BFＲP编织网复合增强的FＲSE1，其极限荷载提高了62.6%，对应的纵向变形也有显著地增加，表明无论使用涂抹EC
【参考文献】：
期刊论文
[1]复材格栅-高延性纤维水泥基受拉本构关系模型[J]. 郑宇宙,王文炜,李剑锋,韩国英. 工业建筑. 2016(05)
[2]不同纤维增强水泥基复合材料的基本力学性能研究[J]. 王文炜,况宇亮,田俊,郑宇宙,陈宇新. 应用基础与工程科学学报. 2016(01)
[3]CFRP加固火灾后混凝土短柱抗震性能的试验研究[J]. 徐玉野,林燕卿,杨清文,林碧兰. 工程力学. 2014(08)
[4]织物增强混凝土加固RC梁的斜截面抗剪承载力试验研究[J]. 荀勇,尹红宇,肖保辉. 土木工程学报. 2012(05)
[5]纤维编织网增强混凝土加固钢筋混凝土梁受弯性能研究[J]. 徐世烺,尹世平,蔡新华. 土木工程学报. 2011(04)
[6]纤维网格及ECC材料抗剪加固性能研究[J]. 陈文永,陈小兵,丁一,唐纪祥. 工业建筑. 2009(12)
博士论文
[1]FRP加固非延性钢筋混凝土框架结构抗震性能试验与分析[D]. 王代玉.哈尔滨工业大学 2012
硕士论文
[1]碳纤维约束钢筋混凝土圆柱及方柱本构模型[D]. 郭瑞峰.哈尔滨工业大学 2010
本文编号：3134753
【文章来源】：东南大学学报(自然科学版). 2016,46(05)北大核心EICSCD
【文章页数】：6 页
【部分图文】：
试件破坏形式
mm4606102001.3试验装置试验采用500t液压伺服压力机加载．在圆柱中部位置沿着纵向和横向各对称布置2个长度为60mm应变片，测量试件的表面应变．采用长度为5mm的应变片测量圆柱内部纵筋、箍筋及BFＲP编织网的应变．在圆柱的顶部和底部设置位移传感器测量试件的纵向变形．在试件达到极限荷载前，采用荷载控制，速率为2.4kN/s;达到极限荷载后，采用位移加载控制，速率为0.5mm/s．所有数据均通过东华静态应变仪测量获得．2试验结果分析2.1破坏形态对比柱ＲC在纵筋受压屈服后混凝土压碎，柱体表面有多条纵向裂缝(见图2(a))．加固柱的破坏形态为内部纵向钢筋屈服后复合加固层中BFＲP编织网断裂，如图2(c)～(e)所示．FＲE1组试件中，BFＲP编织网与ECC在破坏前发生了较明显的滑移(见图2(b))，说明编织网表面处理有助于提高界面的黏结强度．(a)ＲC(b)FＲE1(c)FＲE1E(d)FＲE2E(e)FＲE3E图2试件破坏形式2.2荷载变形曲线图3给出了所有试件(6组试件，每组3个相同试样)的荷载变形曲线．由图可知，曲线分为上升和下降2个阶段．在上升阶段，所有试件曲线的斜率基本相同，表明在荷载相对较小的阶段，编织网/ECC复合层对核心混凝土的约束作用较小，加固柱的整体轴向刚度略有增长．随着荷载的增加，复合加固层中的ECC出现竖向裂缝，加固柱轴向刚度逐渐降低，曲线的斜率逐渐减小．当纵向钢筋达到屈服强度时，加固柱的轴向刚度降低的程度越来越显著，承载力基本不再增加．随着ECC裂缝的开展、增宽，BFＲP格栅断裂，加固柱达到极限荷载．复合加固层破坏后，荷载变形曲线进入下降段．图3荷载变形曲线相对于对比柱，FＲE1组试件开裂荷载的平均值为744.5kN，提高了35.9%;FＲE1E～FＲE3E组的平均值均在950kN左右，提高了73%，表明复合
制，速率为2.4kN/s;达到极限荷载后，采用位移加载控制，速率为0.5mm/s．所有数据均通过东华静态应变仪测量获得．2试验结果分析2.1破坏形态对比柱ＲC在纵筋受压屈服后混凝土压碎，柱体表面有多条纵向裂缝(见图2(a))．加固柱的破坏形态为内部纵向钢筋屈服后复合加固层中BFＲP编织网断裂，如图2(c)～(e)所示．FＲE1组试件中，BFＲP编织网与ECC在破坏前发生了较明显的滑移(见图2(b))，说明编织网表面处理有助于提高界面的黏结强度．(a)ＲC(b)FＲE1(c)FＲE1E(d)FＲE2E(e)FＲE3E图2试件破坏形式2.2荷载变形曲线图3给出了所有试件(6组试件，每组3个相同试样)的荷载变形曲线．由图可知，曲线分为上升和下降2个阶段．在上升阶段，所有试件曲线的斜率基本相同，表明在荷载相对较小的阶段，编织网/ECC复合层对核心混凝土的约束作用较小，加固柱的整体轴向刚度略有增长．随着荷载的增加，复合加固层中的ECC出现竖向裂缝，加固柱轴向刚度逐渐降低，曲线的斜率逐渐减小．当纵向钢筋达到屈服强度时，加固柱的轴向刚度降低的程度越来越显著，承载力基本不再增加．随着ECC裂缝的开展、增宽，BFＲP格栅断裂，加固柱达到极限荷载．复合加固层破坏后，荷载变形曲线进入下降段．图3荷载变形曲线相对于对比柱，FＲE1组试件开裂荷载的平均值为744.5kN，提高了35.9%;FＲE1E～FＲE3E组的平均值均在950kN左右，提高了73%，表明复合加固显著地增加了柱的开裂荷载．与未加固柱相比，FＲE1E，FＲE2E和FＲE3E极限荷载的平均值分别提高了44.6%，49%和56.4%，说明随着编织网层数的增多，加固柱的极限抗压承载力有所增加．使用喷射ECC与BFＲP编织网复合增强的FＲSE1，其极限荷载提高了62.6%，对应的纵向变形也有显著地增加，表明无论使用涂抹EC
【参考文献】：
期刊论文
[1]复材格栅-高延性纤维水泥基受拉本构关系模型[J]. 郑宇宙,王文炜,李剑锋,韩国英. 工业建筑. 2016(05)
[2]不同纤维增强水泥基复合材料的基本力学性能研究[J]. 王文炜,况宇亮,田俊,郑宇宙,陈宇新. 应用基础与工程科学学报. 2016(01)
[3]CFRP加固火灾后混凝土短柱抗震性能的试验研究[J]. 徐玉野,林燕卿,杨清文,林碧兰. 工程力学. 2014(08)
[4]织物增强混凝土加固RC梁的斜截面抗剪承载力试验研究[J]. 荀勇,尹红宇,肖保辉. 土木工程学报. 2012(05)
[5]纤维编织网增强混凝土加固钢筋混凝土梁受弯性能研究[J]. 徐世烺,尹世平,蔡新华. 土木工程学报. 2011(04)
[6]纤维网格及ECC材料抗剪加固性能研究[J]. 陈文永,陈小兵,丁一,唐纪祥. 工业建筑. 2009(12)
博士论文
[1]FRP加固非延性钢筋混凝土框架结构抗震性能试验与分析[D]. 王代玉.哈尔滨工业大学 2012
硕士论文
[1]碳纤维约束钢筋混凝土圆柱及方柱本构模型[D]. 郭瑞峰.哈尔滨工业大学 2010
本文编号：3134753
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