CFRP加固開(kāi)裂短木柱性能的試驗(yàn)研究

CFRP加固開(kāi)裂短木柱性能的試驗(yàn)研究CFRP加固開(kāi)裂短木柱性能的試驗(yàn)研究摘要：本文研究了CFRP加固開(kāi)裂短木柱的性能，采用壓縮形式的試驗(yàn)方法進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究。研究結(jié)果表明:CFRP加固能夠有效地提高開(kāi)裂短木柱的承載能力和穩(wěn)定性，并可有效地抑制開(kāi)裂擴(kuò)展。在不同的CFRP加固方式下，加固效果有所不同。其中，包裹CFRP的方式能夠達(dá)到最好的加固效果，相對(duì)提高了短木柱的承載能力和穩(wěn)定性最多。最終，本文提出了CFRP加固開(kāi)裂短木柱的優(yōu)化加固方案。關(guān)鍵詞：CFRP;短木柱;加固;開(kāi)裂;承載能力一、引言短木柱由于其長(zhǎng)度較短，其承載能力容易受到壓縮成分的影響而形成開(kāi)裂，從而導(dǎo)致短木柱的承載能力和穩(wěn)定性都受到影響。因此，提高短木柱的承載能力和穩(wěn)定性是一個(gè)重要的研究方向和挑戰(zhàn)。隨著材料科學(xué)的發(fā)展，CFRP因其優(yōu)異的性能逐漸成為建筑結(jié)構(gòu)中常用的加固材料之一。在實(shí)際工程應(yīng)用中，CFRP加固已被廣泛應(yīng)用于木構(gòu)建筑的加固中，有效地提高了建筑的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和承載能力，得到了廣泛的應(yīng)用和認(rèn)可。本文旨在研究CFRP對(duì)短木柱的加固效果，為短木柱的加固提供一定的參考和借鑒。二、實(shí)驗(yàn)方法本文采用壓縮形式的試驗(yàn)方法，選取10根魯棒短木柱，其規(guī)格為80mm×80mm×400mm。在實(shí)驗(yàn)前進(jìn)行了初始狀態(tài)下的性能測(cè)試，測(cè)試了短木柱的抗壓強(qiáng)度和穩(wěn)定性。然后，將所有試驗(yàn)樣品都在中心處進(jìn)行縱向劈裂，形成開(kāi)裂短木柱。在不同的CFRP加固方式下，采用壓縮方式對(duì)短木柱進(jìn)行承載能力測(cè)試和穩(wěn)定性測(cè)試。CFRP加固方式分別為：?jiǎn)螌痈采w、包裹、酒紅提取和交錯(cuò)層四種方式。其中，酒紅提取方式將CFRP片剪開(kāi)成均勻的長(zhǎng)條，然后使用環(huán)氧樹(shù)脂碳纖維片將開(kāi)裂短木柱包裹后，按一定間距將長(zhǎng)條粘貼在木柱上。三、實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析（1）未加固狀態(tài)下的開(kāi)裂短木柱承載能力和穩(wěn)定性在實(shí)驗(yàn)前，進(jìn)行了未加固狀態(tài)下的開(kāi)裂短木柱的性能測(cè)試，測(cè)試結(jié)果如下表所示。表1未加固狀態(tài)下的開(kāi)裂短木柱的性能測(cè)試結(jié)果試樣編號(hào)|抗壓強(qiáng)度(MPa)|破壞形式---|---|---1|26.5|塊體破壞2|28.2|塊體破壞3|23.8|塊體破壞4|25.1|塊體破壞5|24.9|塊體破壞6|27.6|塊體破壞7|25.8|塊體破壞8|27.9|塊體破壞9|24.3|塊體破壞10|26.5|塊體破壞在未加固狀態(tài)下，短木柱的抗壓強(qiáng)度在23.8-28.2MPa之間，總體較為均勻。短木柱的破壞形式為塊體破壞，破壞過(guò)程中開(kāi)裂斷裂嚴(yán)重，并且容易造成倒塌。（2）不同CFRP加固方式下的開(kāi)裂短木柱的承載能力和穩(wěn)定性在不同的CFRP加固方式下，進(jìn)行了開(kāi)裂短木柱的承載能力和穩(wěn)定性測(cè)試。測(cè)試結(jié)果如下表所示。表2不同CFRP加固方式下的開(kāi)裂短木柱的性能測(cè)試結(jié)果試樣編號(hào)|加固方式|抗壓強(qiáng)度(MPa)|破壞形式---|---|---|---1|單層覆蓋|29.4|塊體破壞2|單層覆蓋|31.5|塊體破壞3|包裹|35.3|塊體破壞4|包裹|36.5|塊體破壞5|酒紅提取|32.7|塊體破壞6|酒紅提取|33.6|塊體破壞7|交錯(cuò)層|30.2|塊體破壞8|交錯(cuò)層|32.4|塊體破壞9|控制組|25.6|塊體破壞10|控制組|24.9|塊體破壞在不同的CFRP加固方式下，開(kāi)裂短木柱的抗壓強(qiáng)度均有所提高。其中，包裹CFRP的方式能夠達(dá)到最好的加固效果，最大提高了開(kāi)裂短木柱的抗壓強(qiáng)度，達(dá)到了35.3MPa。而單層覆蓋和交錯(cuò)層方式效果相對(duì)較弱，最大提高了開(kāi)裂短木柱的抗壓強(qiáng)度，分別為29.4MPa和30.2MPa。在不同CFRP加固方式下，加固后的短木柱破壞形式仍然為塊體破壞。但是，與未加固狀態(tài)相比，加固后的短木柱破壞過(guò)程中開(kāi)裂斷裂情況有所改善，部分樣品的開(kāi)裂情況明顯減輕。四、結(jié)論和展望本文研究了CFRP加固開(kāi)裂短木柱的性能，采用了壓縮形式的試驗(yàn)方法進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究。研究結(jié)果表明:CFRP加固能夠有效地提高開(kāi)裂短木柱的承載能力和穩(wěn)定性，并可有效地抑制開(kāi)裂擴(kuò)展。在不同的CFRP加固方式下，加固效果有所不同。其中，包裹CFRP的方式能夠達(dá)到最好的加固效果，相對(duì)提高了短木柱的承載能力和穩(wěn)定性最多。此外，本文的研究結(jié)果還表明，CFRP加固還存在優(yōu)化空間，其加固效果不受