為研究圓角半徑對碳纖維增強聚合物（Carbon fiber reinforced polymer, CFRP）復(fù)合材料約束型鋼混凝土矩形短柱軸壓性能的影響,對1個對比構(gòu)件和5個不同圓角半徑的約束構(gòu)件進行靜力軸壓試驗。試驗結(jié)果表明:隨圓角半徑增大,柱外圍的CFRP復(fù)合材料布環(huán)向應(yīng)變更高且分布趨于均勻;約束柱的峰值荷載和延性也隨之增大,荷載-變形曲線在峰值荷載后由平緩的下降段逐漸向上升段轉(zhuǎn)化。通過建立三維有限元模型進行數(shù)值分析,可見隨圓角半徑增大,構(gòu)件橫截面上混凝土有效約束區(qū)面積增大,混凝土壓應(yīng)力分布趨于均勻;型鋼包圍的核心區(qū)混凝土應(yīng)力則顯著增大。隨后對截面的混凝土約束區(qū)域進行了劃分,設(shè)定型鋼包圍部分為高強約束區(qū),最后基于疊加法建立了約束組合短柱的軸壓承載力計算公式。計算顯示增大圓角半徑降低了組合柱的橫截面積,但卻顯著提高了約束后柱的軸壓承載力。 

【文章來源】：復(fù)合材料學(xué)報. 2020,37(04)北大核心EICSCD

【文章頁數(shù)】：11 頁

【部分圖文】：

CFRP復(fù)合材料約束型鋼混凝土柱試件尺寸

表4 鋼材的力學(xué)性能Table 4 Mechanical properties of steel Material Yield strength/MPa Ultimate strength/MPa Elastic modulus/105 MPa Longitudinal rebar 465 608 2.0 I steel 227 308 1.7 Stirrup 210 — 2.11.2 材料性能

試驗在安徽省土木工程結(jié)構(gòu)與材料重點試驗室的5 000 kN長柱壓力機上進行, 加載裝置如圖3所示。主要測量內(nèi)容為柱的軸向承載力及變形, 柱中部混凝土、 型鋼和縱筋的軸向壓應(yīng)變, CFRP復(fù)合材料布的環(huán)向拉應(yīng)變值。其中位移計和混凝土應(yīng)變片布置見圖4。試驗起初采用力控制加載方式, 加載速率為1 kN/s, 逐級單調(diào)加載, 并在每級荷載保持穩(wěn)定時采集各測點數(shù)據(jù)。荷載步長初始為150 kN, 開裂后荷載步長為100 kN; 接近峰值荷載時改為位移控制, 直至構(gòu)件破壞。圖4 試驗柱測點布置

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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本文編號：3096005