CFRP板纵向加固RC柱在水平低周循环荷载下的力学性能研究与应用

摘要

开发了一种纵向粘贴CFRP(Carbon Fiber Reinforced Polymer，碳纤维增强复合材料)板的RC(Reinforced Concrete，钢筋混凝土)柱抗弯加固系统，该加固系统由纵向粘贴在柱表面的预制CFRP板和防止柱底CFRP板脱粘的混凝土加厚层组成.为研究纵向粘贴CFRP板对RC柱的抗弯性能影响，设计并开展了5根足尺矩形RC柱的水平低周循环加载试验.研究结果表明：粘贴CFRP板加固能有效延缓柱的开裂；柱的破坏模式得到明显改善；相较于未加固柱子，粘贴1层CFRP板和2层CFRP板加固的RC柱极限承载力分别提高了15.1%和17.4%；加固后柱的抗弯承载力和刚度得到提高，但增加CFRP板的层数对极限强度和刚度没有显著影响，反而会降低柱的延性，相较于仅采用增大柱底截面的方式加固的对照柱，粘贴1层CFRP板和2层CFRP板加固的试验柱的延性系数分别降低16.2%和35.1%；试验过程中，由于柱与基础节点承载力的限制，CFRP的最大应变仅达到极限应变的24%，抗拉强度未得到充分发挥.该加固方法已在某医院加固工程中得到应用，跟踪研究表明，加固后柱子的抗弯承载力有明显提升，加固方法得到工程业界的认可.

关键词

钢筋混凝土柱 / 抗弯加固 / 水平低周循环加载 / 碳纤维增强复合材料板 / 纵向粘贴

基金资助

广东省重点领域研发计划项目（2019B111106002）; 中建股份科技研发计划项目（CSCEC-2020-Z-1）; 上海市自然科学基金项目（21ZR1466100）; 中央高校基本科研业务费专项资金项目（22120210574）; 上海市科技计划项目（20DZ2253000）