不同纤维增强复合材料加固混凝土短柱轴心受压承载力试验研究

doi:10.19936/j.cnki.2096-8000.20210828.010

复合材料科学与工程 ›› 2021, Vol. 0 ›› Issue (8): 66-72.DOI: 10.19936/j.cnki.2096-8000.20210828.010

不同纤维增强复合材料加固混凝土短柱轴心受压承载力试验研究

郭晓云^1,2, 陈杰¹, 唐永明¹

1.防灾科技学院土木工程学院,三河065201;
2.中国地震局建筑物破坏机理与防御重点实验室,三河065201

收稿日期:2021-03-12 出版日期:2021-08-28 发布日期:2021-09-09
作者简介:郭晓云(1982-),女,博士,副教授,硕士研究生导师,主要研究方向为复合材料在结构工程抗震中的应用,guoxyun2005@163.com。
基金资助:
地震科技星火计划项目(XH19069Y);河北省高等学校科学研究项目(ZD2021416)

Experimental study on axial compression bearing capacity of concrete short column strengthened with different fiber reinforced composites

GUO Xiao-yun^1,2, CHEN Jie¹, TANG Yong-ming¹

1. School of Civil Engineering, Institute of Disaster Prevention, Sanhe 065201, China;
2. Key Laboratory of Building Collapse Mechanism and Disaster Prevention, China Earthquake Administration, Sanhe 065201, China

Received:2021-03-12 Online:2021-08-28 Published:2021-09-09

摘要/Abstract

摘要： 对70个混凝土短柱试件进行轴心受压试验,其中未加固素混凝土方柱和圆柱各5个,纤维增强复合材料外包约束素混凝土方柱、圆柱各30个。根据试验结果对比分析了CFRP、GFRP和BFRP对不同截面形状素混凝土短柱采用不同层数进行外包加固后对混凝土短柱轴压承载力的提高效果,并采用我国《混凝土结构加固设计规范》(GB 50367—2013)和美国《FRP加固混凝土设计指导规范》(ACI 440.2R-17)中FRP外包加固混凝土柱承载力公式计算了加固试件的受压承载力设计值,通过对比试验结果,分析了中美规范中FRP加固柱承载力设计值的安全储备,并提出FRP加固混凝土规范的修订建议。

关键词: 纤维增强复合材料, 混凝土柱, FRP加固, 受压承载力, 试验研究

Abstract: Axial compression tests were conducted with 70 concrete short columns, including 5 concrete columns with square cross sections, 5 concrete columns with circular cross sections, 30 confining square concrete columns with fiber reinforced composite material and 30 confining circle concrete columns with fiber reinforced composite material. The effectiveness of strengthening between different shaped reinforcing columns with different FRP were analyzed and compared. Design values of compression bearing capacity were calculated according to Chinese "Code for design of strengthening concrete structure" (GB 50367—2013) and American "Guide for the design and construction of externally bonded FRP systems for strengthening concrete structures" (ACI 440.2R-17). By comparing the test results and calculated results, the safety reserve of bearing capacity design value of FRP strengthened column in Chinese and American codes was analyzed. Suggestions for further revision on code for design of FRP strengthening concrete are put forward.

Key words: fiber reinforced composites, concrete column, FRP strengthening, axial compression bearing capacity, experimental study

中图分类号:

TB332

郭晓云, 陈杰, 唐永明. 不同纤维增强复合材料加固混凝土短柱轴心受压承载力试验研究[J]. 复合材料科学与工程, 2021, 0(8): 66-72.

GUO Xiao-yun, CHEN Jie, TANG Yong-ming. Experimental study on axial compression bearing capacity of concrete short column strengthened with different fiber reinforced composites[J]. COMPOSITES SCIENCE AND ENGINEERING, 2021, 0(8): 66-72.

参考文献

[1] 王苏岩, 韩克双. 纤维增强复合材料(FRP)加固混凝土柱的性能研究进展[J]. 地震工程与工程振动, 2004, 24(1): 97-105.
[2] 郭晓云, 唐永明, 陈杰. FRP对砌体结构抗震加固的研究进展[J]. 防灾科技学院学报, 2020, 22(4): 36-42.
[3] 陈小兵, 李荣. FRP加固混凝土结构的设计原则及国外设计标准[J]. 工业建筑, 2001, 31(4): 17-18.
[4] 混凝土结构加固设计规范: GB 50367—2013[S]. 北京: 中国建筑工业出版社, 2013.
[5] 金熙男, 潘景龙, 来文汇, 等. 外包纤维加固混凝土短柱轴压力学性能[J]. 低温建筑技术, 2001(2): 24-26.
[6] 杨建中, 熊光晶, 岑杰雄, 等. 混杂纤维加固混凝土方柱的轴心受压试验研究[J]. 建筑结构, 2003, 33(5): 59-61.
[7] 于清. 轴心受压FRP约束混凝土的应力应变关系研究[J]. 工业建筑, 2001, 31(4): 5-8.
[8] 吴毅彬, 金国芳. 增强纤维约束混凝土柱承载力计算方法对比[J]. 玻璃钢/复合材料, 2011(1): 7-11.
[9] 李涛, 黄镜渟, 周安, 等. 玄武岩纤维复材布加固素混凝土方柱轴压性能研究[J]. 工业建筑, 2018, 48(2): 182-187.
[10] 马高, 陈晓煌. BFRP约束损伤混凝土轴压试验与应力-应变关系[J]. 湖南大学学报(自然科学版), 2020, 47(1): 36-44.
[11] TAHIR M, ISLEEM H F, WANGZ. Axial compressive stress-strain model for hybrid-reinforced concrete columns with FRP ties[J]. Proceedings of the Institution of Civil Engineers-Structures and Buildings, 2019, 14(2): 1-15.
[12] CHASTRE C, SILVA M A G. Monotonic axial behavior and modelling of RC circular columns confined with CFRP[J]. Engineering Structures, 2010, 32(8): 2268-2277.
[13] LIU X K, WANG Q Y, WANG Z Y. Performance study on axial compression of CFRP-strengthened concrete columns[J]. Hans Journal of Civil Engineering, 2015, 4(3): 113-118.
[14] 王作虎, 刘晶波, 杜修力. FRP加固矩形截面混凝土柱在单轴轴压荷载下考虑尺寸效应的应力-应变关系研究[J]. 玻璃钢/复合材料, 2014(6): 35-39.
[15] 王作虎, 申书洋, 崔宇强, 等. CFRP加固混凝土柱轴压性能尺寸效应试验分析[J]. 哈尔滨工业大学学报, 2020, 52(8): 112-120.
[16] 张珂, 岳清瑞, 叶列平, 等. 碳纤维布加固混凝土柱改善延性的试验研究[J]. 工业建筑, 2000, 30(2): 16-19.
[17] 高磊, 张峰, 叶见曙, 等. 侧向约束下FRP加固混凝土界面黏结性能[J]. 东南大学学报(自然科学版), 2018, 48(6): 996-1003.
[18] Guide for the design and construction of externally bonded FRP systems for strengthening concrete structures: ACI 440.2R-17[S]. Detroit: American Concrete Institute, 2002.

不同纤维增强复合材料加固混凝土短柱轴心受压承载力试验研究

Experimental study on axial compression bearing capacity of concrete short column strengthened with different fiber reinforced composites

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[1]	黄东辉, 曾少华. 自组装蒙脱土-碳纳米管对玻纤增强复合材料力学及界面性能的影响[J]. 复合材料科学与工程, 2022, 0(7): 39-44.
[2]	吴毅彬, 许丽华, 金国芳, 欧永辉. 基于Weibull分布函数的FRP退化模型研究[J]. 复合材料科学与工程, 2022, 0(6): 10-16.
[3]	黄东辉, 曾少华. 氨基化石墨烯-玻璃纤维增强环氧复合材料的界面黏合性研究[J]. 复合材料科学与工程, 2022, 0(6): 27-32.
[4]	唐永明, 郭晓云, 陈杰. 不同端部锚固FRP-砌体界面黏结性能试验研究[J]. 复合材料科学与工程, 2022, 0(6): 33-40.
[5]	陈怡, 莫桂冬, 余抗, 秦俊杰, 李敬洋, 祁俊峰, 赖小明. 复合材料空间3D打印技术研究进展[J]. 复合材料科学与工程, 2022, 0(6): 122-128.
[6]	于雯, 黄悦, 黄谦, 刘晓阳, 冯伟, 郭瑞鹏. FRP筋预应力混凝土梁长期性能研究进展[J]. 复合材料科学与工程, 2022, 0(4): 111-119.
[7]	陈泰谷, 胡守旺, 罗远彬, 郑愚, 李明. 基于试验数据库的FRP筋增强混凝土梁抗剪承载力可靠度分析[J]. 复合材料科学与工程, 2022, 0(2): 5-10.
[8]	周满清, 张智梅, 程雯. 外贴CFRP加固RC连续梁的弯矩重分布性能研究[J]. 复合材料科学与工程, 2022, 0(2): 31-37.
[9]	张宏远, 蒋鹏, 宋佳宇, 李伟, 张志远, 李彩瑞, 闫孝伟. 基于模态声发射的碳纤维增强复合材料损伤机制识别[J]. 复合材料科学与工程, 2021, 0(8): 11-17.
[10]	钱清锋, 邓安仲, 李飞, 罗盛, 高训鹏, 施霖. GFRP支撑结构扣件节点转动刚度研究[J]. 复合材料科学与工程, 2021, 0(7): 11-16.
[11]	邱雪琼, 陈琳. 碳纤维增强复合材料层压板的热膨胀系数测量及理论计算方法[J]. 复合材料科学与工程, 2021, 0(7): 28-32.
[12]	张智梅, 杨铭. 外贴FRP加固钢筋混凝土梁抗弯疲劳性能研究进展[J]. 复合材料科学与工程, 2021, 0(7): 121-128.
[13]	黄梅, 潘静雯, 江剑, 张芝芳. 纤维增强复合材料中多分层损伤的识别研究[J]. 复合材料科学与工程, 2021, 0(5): 21-30.
[14]	王淑霞, 于航, 商云龙, 郭建军. 石墨烯及其衍生物在碳纤维增强复合材料中的处理技术及应用[J]. 复合材料科学与工程, 2021, 0(5): 120-128.
[15]	温宇立, 潘美萍, 夏立鹏, 郑愚. 基于CFRP的柔性装配式圬工拱桥结构承载及装配过程的有限元分析[J]. 复合材料科学与工程, 2021, 0(4): 75-82.