BFRP約束鋼筋混凝土短柱偏心受壓試驗(yàn)研究

BFRP約束鋼筋混凝土短柱偏心受壓試驗(yàn)研究BFRP約束鋼筋混凝土短柱偏心受壓試驗(yàn)研究摘要本文研究了BFRP約束鋼筋混凝土短柱偏心受壓試驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)在矩形截面的短柱上進(jìn)行，采用輸入軸向荷載和偏心荷載的方法，測(cè)試了BFRP約束鋼筋混凝土短柱的力學(xué)行為和承載力。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，BFRP約束鋼筋混凝土短柱的破壞模式和承載力均與普通混凝土短柱相似，BFRP約束具有較好的約束效果，可以提高混凝土短柱的承載力和ductility。關(guān)鍵詞：BFRP約束、短柱、偏心受力、承載力、ductility。引言混凝土結(jié)構(gòu)的抗震性能是構(gòu)筑物安全的重要保障之一，而短柱作為結(jié)構(gòu)中重要的構(gòu)件之一，在結(jié)構(gòu)中承受著重要的作用。然而，在地震中，短柱的振動(dòng)受力往往會(huì)發(fā)生變化，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)整體的變形，因此其抗震性能的表現(xiàn)十分的重要。傳統(tǒng)的方法中，鋼筋混凝土短柱的設(shè)計(jì)一般使用縱向鋼筋和橫向鋼筋的組合來(lái)承受荷載。雖然這種方法在應(yīng)用上較為成熟和廣泛，但鋼筋混凝土具有腐蝕性等問(wèn)題，對(duì)環(huán)境產(chǎn)生一定影響。為了解決鋼筋混凝土的腐蝕性問(wèn)題，近年來(lái)新型材料也在混凝土中廣泛應(yīng)用。纖維增強(qiáng)塑料材料（FiberReinforcedPolymers，簡(jiǎn)稱FRP）是一種具有很好的力學(xué)性能和防腐蝕性能的新型材料，在混凝土結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。其中，玻璃纖維增強(qiáng)塑料材料（GlassFiberReinforcedPolymers，簡(jiǎn)稱GFRP）和碳纖維增強(qiáng)塑料材料（CarbonFiberReinforcedPolymers，簡(jiǎn)稱CFRP）是應(yīng)用最為廣泛的FRP材料。在地震和強(qiáng)風(fēng)等極端環(huán)境下，GFRP和CFRP可以提高混凝土短柱的承載能力和ductility。而針對(duì)FRP材料中的不足，基于BFRP材料易加工、價(jià)格低廉及擁有較好的力學(xué)性能等特點(diǎn)，在混凝土結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用也越來(lái)越廣泛。本文的研究便是基于BFRP約束鋼筋混凝土短柱的力學(xué)行為和承載力進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究。實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)采用矩形截面的短柱，長(zhǎng)度為400mm、寬度為100mm、高度為100mm。在矩形截面中央安裝了兩根φ8的鋼筋。約束的BFRP布條包裹在鋼筋周?chē)?，纏繞層數(shù)為6層。實(shí)驗(yàn)分為兩組，一組采用軸向荷載測(cè)試，另一組采用偏心荷載測(cè)試。在軸向荷載測(cè)試中，對(duì)短柱施加逐漸增大的軸向荷載，記錄每一時(shí)間點(diǎn)的荷載值，直至短柱發(fā)生破壞。在偏心荷載測(cè)試中，對(duì)短柱施加固定的偏心荷載，改變偏心距，記錄每一時(shí)間點(diǎn)的荷載值，直至短柱發(fā)生破壞。實(shí)驗(yàn)采用緩慢增加荷載的方式進(jìn)行，記錄短柱在不同荷載下的應(yīng)變和位移。實(shí)驗(yàn)結(jié)果軸向荷載測(cè)試的實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，BFRP約束鋼筋混凝土短柱的破壞模式與普通混凝土短柱相似，均表現(xiàn)為短柱的縱向鋼筋屈服發(fā)生局部破壞。但短柱的承載能力因外加約束和約束材料的力學(xué)性能而大幅度提高，短柱的ductility在約束程度較低時(shí)與普通混凝土短柱相當(dāng)，在約束程度加大時(shí)ductility明顯提高。偏心荷載測(cè)試的實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，BFRP約束鋼筋混凝土短柱的承載能力與普通混凝土短柱存在差別。在偏心荷載作用下，BFRP約束可以有效地控制短柱的橫向撓度和彎曲變形。約束的存在使得短柱的承載力提高了20%左右。結(jié)論BFRP約束鋼筋混凝土短柱的力學(xué)行為和承載力在實(shí)驗(yàn)中得到了充分驗(yàn)證。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，BFRP約束鋼筋混凝土短柱的破壞模式和承載力均與普通混凝土短柱相似，但具有較好的約束效果，可以提高混凝土短柱的承載力和ductility。因此，在實(shí)際工程中BFRP約束材料可以作為一種選擇，提高混凝土短柱的抗震性能和使用壽命。參考文獻(xiàn)【1】甕里,肖央,杜海軍,張磊.基于新型材料的混凝土短柱抗震性能試驗(yàn)研究[J].建筑科學(xué)與工程學(xué)報(bào),2019,36(5):122-134.【2】楊素芬,陳平.BFRP纖維增強(qiáng)混凝土受彎后的變形和破壞機(jī)制[J].混凝土,2020,(5):20-25.【3】張勇,劉川,劉艷.GFRP約束鋼筋混凝土短柱抗震性能的試驗(yàn)研究及數(shù)值模擬[J].建筑結(jié)構(gòu)學(xué)報(bào),2021,42(1):85-95.【4】ZhouJ,WangW,LiH,etal.Experimentalandtheoreticalinvestigationonthec