国内外学者早期曾对箍筋约束混凝土柱进行了较多的研究，研究表明：随着配箍率的增加和箍筋间距的减小，混凝土柱的延性和承载力显著增加。对FRP约束混凝士柱试验研究表明：FRP约束混凝士圆柱体和棱柱体可显著地提高混凝土的抗压强度，进而提高试件的承载力和延性。近些年来，随着利用FRP约束钢筋混凝土柱加固的增加，人们对此也做了一定的研究，但国内外研究成果尚不充分，且已有的研究多是针对混凝土柱模型进行的研究，并以圆形截面柱居多，研究矩形截面柱相对较少。因此，随着实际工程应用的日益增多，有必要对此做进一步的深入研究。
      FRP约束混凝土后的强度计算模型比较精确；在修正公式的基础上，分析提出了可用于纤维布和箍筋共同约束下钢筋混凝土轴压柱正截面承载力的建议公式。目前，国内外利用ANSYS软件对FRP加固混凝土结构的有限元分析进行了不少的研究，其中很多是针对于FRP加固混凝土梁的有限元分析，对于FRP约束混凝土柱的非线性分析比较少。
      本文以BFRP(玄武岩纤维增强复合材料)加固钢筋混凝土轴心受压方柱为例，讨论了混凝土、纤维布的材料模型和有限元模型，着重研究了BFRP加固柱的效果及尺寸效应对组合试件的影响。
      本次实验分为五组，共计轴心受压试件15根。为了保证试验结果的可靠性，在研究每一种因素的影响时，都有一组三个试件相互对照，试验结果取三个试件的均值，指定为棱柱模型形式，截面尺寸均设计为150×150 mm，柱高为600mm。混凝土设计强度等级为C40，混凝土的保护层厚度为25mm，配置的纵筋为4准10一级钢筋，箍筋采用准6一级钢筋，其中一组取箍筋间距为75mm，见图所示，其余四组箍筋间距为150mm，为了防止柱头压坏，全部柱头两端箍筋加密，间距取50mm。
      试验所选用的纵向受力钢筋和箍筋均为HPB235级（I级）光圆钢筋。配置混凝土的强度等级为C30，采用普通硅酸盐水泥42.5级，卵石采用的最大粒径为26.5mm，表观密度为2636kg/m3，采用中砂，表观密度为2644kg/m³，骨料干燥状态质量配合比：水泥：水：砂：卵石＝1:0.48:1.56:3.32，构件工作环境为一级，实测立方体抗压强度为42.8N/mm2。试验采用上海同砼公司所提供的同固牌碳纤维布。
      在试验中发现，大部分加固后试件都是因为角部纤维布的拉断而破坏的，这说明虽然对试件进行了倒角处理，角部依然存在不同程度的应力集中，混凝土角部的破坏现象也较为严重，条带包裹试件与全部包裹试件的破坏过程有所不同：条带包裹碳纤维布的试件在压力达到极限承载力的70%左右时，先是条带空隙的混凝土出现微小裂缝，然后裂缝扩展，混凝土膨胀致使碳纤维布条带从角部撕裂，承载力呈阶段性降低而且比较突然。全包的混凝土柱在出现碳纤维布撕裂后，碳纤维布迅速向上下崩裂，同时内部混凝土压碎的较严重，柱子失去承载力也较快，从而破坏。
      通过以上试验表中结果分析发现：纤维布约束钢筋混凝土方柱对构件的承载力提高效果明显，无论是纤维布条带包裹，还是纤维布完全包裹的试件，与未加固CFRP的柱相比，承载力都有一定程度的提高。尤其以全包FRP试件的增强效果明显，荷载提高了17.98%；间距为60mm条带和间距为100mm条带包裹的试件，荷载分别提高了10.9%和6.4%；箍筋为75mm间距的全包柱比箍筋为150mm间距的全包柱荷载提高了9.5%。

                                                                                专业从事有限元分析公司│有限元分析│CAE分析│FEA分析│技术服务与解决方案
                                                                                                                                                      杭州那泰科技有限公司
                                                                              本文出自杭州那泰科技有限公司www.nataid.com，转载请注明出处和相关链接！