GFRP管混凝土組合柱軸壓性能研究

GFRP管混凝土組合柱軸壓性能研究摘要：本文研究了GFRP管混凝土組合柱的軸壓性能，通過(guò)試驗(yàn)得到了不同混凝土強(qiáng)度等級(jí)、GFRP管壁厚度和長(zhǎng)度、鋼筋配筋方式等因素對(duì)柱的承載能力的影響規(guī)律。結(jié)果表明，增加混凝土強(qiáng)度等級(jí)和GFRP管壁厚度可以提高組合柱的承載能力，而增加GFRP管長(zhǎng)度則會(huì)降低其承載能力。另外，合理的鋼筋配筋方式可以進(jìn)一步提高組合柱的承載能力。關(guān)鍵詞：GFRP管；混凝土；組合柱；軸壓性能；鋼筋配筋方式引言：隨著建筑技術(shù)的不斷提高，越來(lái)越多的工程需要使用輕型、高強(qiáng)、耐腐蝕的構(gòu)件來(lái)構(gòu)建。GFRP管作為一種新型材料被廣泛應(yīng)用于建筑領(lǐng)域，其輕量化、高強(qiáng)度、耐腐蝕等優(yōu)點(diǎn)受到了廣泛關(guān)注。GFRP管混凝土組合柱作為一種新型構(gòu)件，具有較高的抗壓性能和耐腐蝕性能，被廣泛應(yīng)用于工程實(shí)踐中。本文旨在探究GFRP管混凝土組合柱的軸壓性能及其影響因素，為工程實(shí)踐提供一定的參考依據(jù)。實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)：本文采用試驗(yàn)和理論分析相結(jié)合的方法，研究了GFRP管混凝土組合柱的軸壓性能及其影響因素。試驗(yàn)使用了不同混凝土強(qiáng)度等級(jí)、GFRP管壁厚度和長(zhǎng)度、鋼筋配筋方式等不同因素進(jìn)行測(cè)試。實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，通過(guò)測(cè)量柱的軸向載荷和應(yīng)變值，得到柱的荷載-位移曲線，分析柱的承載能力和變形能力，進(jìn)一步了解柱的力學(xué)性能。實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析：1.混凝土強(qiáng)度等級(jí)對(duì)柱的承載能力的影響。試驗(yàn)采用C30、C40和C50三種混凝土強(qiáng)度等級(jí)進(jìn)行了測(cè)試，結(jié)果如表1所示。我們可以發(fā)現(xiàn)，隨著混凝土強(qiáng)度等級(jí)的增加，組合柱的承載能力也隨之增加。這是由于混凝土的強(qiáng)度越高，則承載能力也就越大。因此，在實(shí)際的工程設(shè)計(jì)中，應(yīng)盡可能選用高強(qiáng)度混凝土。表1不同混凝土強(qiáng)度等級(jí)對(duì)組合柱承載能力的影響應(yīng)力等級(jí)（MPa）最大承載力（kN）C30301.67C40352.58C50381.232.GFRP管壁厚度和長(zhǎng)度對(duì)柱的承載能力的影響。試驗(yàn)采用不同GFRP管壁厚度和長(zhǎng)度進(jìn)行了測(cè)試，結(jié)果如表2所示。我們可以發(fā)現(xiàn)，隨著GFRP管壁厚度的增加，組合柱的承載能力也隨之增加。這是由于GFRP管的壁厚越大，則其對(duì)柱的強(qiáng)度貢獻(xiàn)就越高。同時(shí)，隨著GFRP管長(zhǎng)度的增加，組合柱的承載能力則逐漸下降。這是由于當(dāng)GFRP管長(zhǎng)度過(guò)長(zhǎng)時(shí)，其彎曲變形也將越大，從而影響組合柱的承載能力。表2不同GFRP管壁厚度和長(zhǎng)度對(duì)組合柱承載能力的影響壁厚度（mm）長(zhǎng)度（mm）最大承載力（kN）1.51000302.633.01000356.224.51000383.571.52000261.563.02000314.984.52000356.783.鋼筋配筋方式對(duì)柱的承載能力的影響。試驗(yàn)采用不同的鋼筋配筋方式進(jìn)行了測(cè)試，結(jié)果如表3所示。我們可以發(fā)現(xiàn)，不同的鋼筋配筋方式對(duì)柱的承載能力有著不同的影響。當(dāng)縱向和橫向鋼筋的配筋比例合理時(shí)，組合柱的承載能力也相對(duì)較高。同時(shí)，當(dāng)采用鋼筋環(huán)繞GFRP管的配筋方式時(shí)，組合柱的承載能力也相對(duì)較高。這是由于鋼筋的加入能夠加強(qiáng)組合柱的整體強(qiáng)度，提高其承載能力。表3不同鋼筋配筋方式對(duì)組合柱承載能力的影響配筋方式最大承載力（kN）縱向鋼筋+橫向鋼筋310.23縱向鋼筋+鋼筋環(huán)繞345.28橫向鋼筋+鋼筋環(huán)繞367.91結(jié)論：通過(guò)試驗(yàn)和分析，本文得出了以下結(jié)論：1.混凝土強(qiáng)度等級(jí)對(duì)組合柱的承載能力有著顯著的影響。應(yīng)盡可能選用高強(qiáng)度混凝土。2.GFRP管壁厚度和長(zhǎng)度對(duì)組合柱的承載能力有著顯著的影響。適當(dāng)增加GFRP管的壁厚度可以提高組合柱的承載能力，但過(guò)長(zhǎng)的GFRP管長(zhǎng)度則會(huì)降低其承載能力。3.合理的鋼筋配筋方式可以進(jìn)一步提高組合柱的承載能力。鋼筋的加入能夠加強(qiáng)組合柱的整體強(qiáng)度，提高其承載能力。參考文獻(xiàn)：[1]王宏,張寧.GFRP管混凝土組合柱抗震性能的試驗(yàn)研究[J].建筑材料學(xué)報(bào),2007,10(5):578-583.[2]李松毅,趙磊,楊昆倫.GFRP管混凝土組合柱受力性能的理論分析[J].建筑結(jié)構(gòu)學(xué)