CFRP-PE-不锈钢筋混凝土短柱的设计方法研究

摘要

进行了17个CFRP-PE-不锈钢筋混凝土短柱和8个对比试件的轴压试验，探究不锈钢种类、箍筋间距、CFRP厚度、PE厚度对该类组合柱的破坏模态、荷载-应变曲线、极限应变、极限承载力、延性的影响规律.试验结果表明：在CFRP和混凝土间设置PE垫层能提高该类组合短柱的延性和变形能力，并降低其承载力；增大CFRP厚度可提高其承载力和极限应变，但试件表现出增大的脆性；减小箍筋间距或增大钢筋强度可显著提高其承载力、峰值应变和延性.建立了有限元模型，有限元分析表明：增大PE厚径比会显著提高该类组合短柱的变形能力和延性，并降低CFRP对其承载力的影响；增大配箍率、不锈钢强度、CFRP抗拉强度、CFRP厚度可提升该类组合短柱的极限应变与承载力；提高混凝土强度会提高该类组合短柱的峰值承载力，但降低其极限应变.最终建议了该类组合短柱的延性设计方法、承载力模型和极限应变模型.

关键词

CFRP-PE-不锈钢筋混凝土 / PE垫层 / 延性设计 / 承载力模型 / 有限元模型

基金资助

国家自然科学基金面上项目（52178122）; 泉州市科技计划项目（2021C015R）