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《gfrp加固混凝土受壓柱的力學(xué)分析》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、GFRP加固混凝土受壓圓柱的力學(xué)分析概述：試驗(yàn)研究和工程實(shí)踐證明，使用外貼碳纖維布加固混凝土是一種施工方便，質(zhì)量可靠的加固方法。使用這種方法加固的混凝土柱在軸向受壓的時(shí)候，其核心部分的混凝土向外變形受到碳纖維布的約束，使得的混凝土處在三向受壓的狀態(tài)。在這種狀態(tài)下，它的強(qiáng)度和延展性能都大幅度的提高。本文在以往學(xué)者的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)了碳纖維約束混凝土圓柱的軸心受壓試驗(yàn)，根據(jù)試件的約束類型和混凝土類型將試件分為4組，通過對試驗(yàn)結(jié)果的分析分別對下面的幾個(gè)問題進(jìn)行了研究。（1）碳纖維布約束混凝土圓柱的位移-載
2、荷曲線。（2）碳纖維布約束素混凝土柱和鋼纖維混凝土柱的延性及破壞形貌對比。（3）實(shí)驗(yàn)概況本章對4組，共12根柱子1.CFRP碳纖維加固塑材碳纖維布及膠的主要性能指標(biāo)，采用相關(guān)廠家提供的技術(shù)參數(shù)。FRP片材的主要力學(xué)性能則通過拉伸試驗(yàn)測得。試驗(yàn)方法是把CFRP布剪裁成30毫米寬，250毫米長的矩形。然后兩面都均勻的刷上膠。在制作好的試件中間粘貼應(yīng)變片，測試加載過程中的應(yīng)力-曲線。2.混凝土試件試驗(yàn)中的所有混凝土試件的強(qiáng)度等級都是C30，按照加固形式及混凝土類型把試件共分為4組。實(shí)驗(yàn)中使用水泥采用的
3、是本試驗(yàn)采用的水泥為42.5#普通硅酸鹽水泥，細(xì)骨料采用山東萊蕪河灘沙子，骨料采用濟(jì)南章丘雙山青石子，粒徑為10～15mm，配合比為水泥：水：石子：沙子：=1：0.35：1.93：1.67。鋼纖維采用上海真強(qiáng)纖維有限公司生產(chǎn)的端鉤型鋼絲纖維，規(guī)格尺寸分別為50mm、30mm、25mm,長徑比為60，抗拉強(qiáng)度大于600MP。其中，鋼纖維摻入比為4%，混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級是C30，并采用位移傳感器測量柱子的位移。采用靜態(tài)應(yīng)變儀測量橫向縱向以及GFRP布纏繞方向的位移。試件標(biāo)準(zhǔn)尺寸采用直徑D為18mm，
4、高為50mm的圓柱。柱子參數(shù)如圖下圖所示GZ(1)～GZ(4)共4根，均為沒有加固的鋼纖維混凝土柱；SZ(1)～SZ(2)共2根，表示沒有加固的素混凝土柱；JGZ(1)～JGZ(4)共4根，表示加固的鋼纖維混凝土柱；而JSZ(1)～JSZ(2)表示加固的素混凝土柱；對于試件GZ及SZ布置5列應(yīng)變片，其中每列應(yīng)變片上中下各布置一個(gè)應(yīng)變片；而對于JGZ及JSZ在橫向縱向及纏繞方向各布置2個(gè)應(yīng)變片。布置如圖所示。各個(gè)試件編號和參數(shù)試件編號試件個(gè)數(shù)加固層數(shù)約束類型應(yīng)變片個(gè)數(shù)混凝土類型GZ40無約束15鋼
5、纖維混凝土SZ20無約束15素混凝土JGZ42全約束8鋼纖維混凝土JSZ22全約束8素混凝土SZ及CZ的應(yīng)變片位置參數(shù)表列位置12345上應(yīng)變片1（縱）應(yīng)變片4（橫）應(yīng)變片7（縱）應(yīng)變片10（縱）應(yīng)變片13（縱）中應(yīng)變片2（橫）應(yīng)變片5（縱）應(yīng)變片8（橫）應(yīng)變片11（橫）應(yīng)變片14（橫）下應(yīng)變片3（橫）應(yīng)變片6（縱）應(yīng)變片9（橫）應(yīng)變片12（縱）應(yīng)變片15（橫）JSZ及JGZ應(yīng)變片位置參數(shù)表列位置1234上應(yīng)變片1（斜）---應(yīng)變片5（斜）---中應(yīng)變片2（橫）應(yīng)變片3（斜）應(yīng)變片6（橫）應(yīng)變片
6、7（斜）下---應(yīng)變片4（縱）---應(yīng)變片12（縱）圖1應(yīng)變片的粘貼位置及尺寸圖(單位cm)施工方法步驟毛滾子、小刷子、502膠水、塑料布、膠皮手套、水桶、組合膠水、電子秤、打磨機(jī)、直尺、剪子。1，實(shí)驗(yàn)前首先將混凝土上下表面打磨平整，在平整的上下表面涂上黃油，用塑料布將上下表面包好。避免試件在受壓時(shí)不是軸心受壓。為了使FRP和混凝土二者粘結(jié)好，應(yīng)在試件在齡期后對柱子的表面用砂紙進(jìn)行打磨，打磨后用清水沖洗，然后曬干備用。2，將應(yīng)變片按照設(shè)計(jì)好的位置粘貼，焊接并接線。3，加固之前，先用丙酮擦干凈試件
7、，再將不平處用環(huán)氧樹脂底膠補(bǔ)平。4，用電子秤將主膠和固化膠按照1比2配比，攪拌均勻。然后用毛刷均勻涂刷混凝土表面。5，首先按照設(shè)計(jì)要求剪裁碳纖維布，將剪裁好的碳纖維布先按順時(shí)針與水平方向成30°旋轉(zhuǎn)一周，而后按逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)一周。纏繞碳纖維布的時(shí)候要將碳纖維布拉緊，直把里面的氣泡擠出來，反復(fù)用毛滾擠壓使混凝土和CFRP充分接觸。最后在柱子表面均勻刷一層保護(hù)膠。6，將制作好的試件放到陰暗干燥處，經(jīng)過一周的養(yǎng)護(hù)后，在進(jìn)行加載試驗(yàn)。加載裝置及方法本試驗(yàn)在山東理工大學(xué)土木工程學(xué)院的試驗(yàn)室進(jìn)行，加載裝置采用2
8、000KN的液壓試驗(yàn)機(jī)，首先安裝球形鉸支座，然后把柱子放到壓力機(jī)上和位移計(jì)，如圖所示；加載過程采用《混凝土結(jié)構(gòu)試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》（GB50152-92）的相關(guān)規(guī)定。加載之前，首先預(yù)加最大載荷估計(jì)值的15%，然后再卸載，待充分壓實(shí)后重新開始加載，每50KN記錄一次數(shù)據(jù)，等加載到接近最大承載力的時(shí)候，每20KN記錄一次數(shù)據(jù)。在柱子的兩側(cè)各放置一個(gè)百分表，每次加載后，相應(yīng)的位移取兩個(gè)百分表讀數(shù)的平均值。保持慢速持續(xù)加載直到試件破壞。、加載裝置圖2試驗(yàn)現(xiàn)象及柱子的破壞形式試件SZ在加載的最初階段外觀并沒有發(fā)
