GFRP約束空心鋼管混凝土柱力學(xué)性能研究

GFRP約束空心鋼管混凝土柱力學(xué)性能研究摘要：本文研究了以GFRP約束空心鋼管為外包殼的混凝土柱的力學(xué)性能。通過試驗(yàn)研究了GFRP約束空心鋼管混凝土柱的軸心受壓和彎曲性能，分析了GFRP約束鋼管對(duì)混凝土柱的增強(qiáng)效果，并對(duì)其應(yīng)用前景進(jìn)行了探討。關(guān)鍵詞：GFRP約束空心鋼管混凝土柱；軸心受壓；彎曲性能；增強(qiáng)效果；應(yīng)用前景1.引言GFRP約束空心鋼管混凝土柱是一種新型的混凝土構(gòu)件，它將GFRP與空心鋼管相結(jié)合，既能保護(hù)混凝土免受外界環(huán)境的影響，又增加了混凝土柱的抗彎強(qiáng)度和承載力。本文通過試驗(yàn)研究了GFRP約束空心鋼管混凝土柱的軸心受壓和彎曲性能，分析了GFRP約束鋼管對(duì)混凝土柱的增強(qiáng)效果，并對(duì)其應(yīng)用前景進(jìn)行了探討。2.試驗(yàn)研究2.1試驗(yàn)設(shè)計(jì)本次試驗(yàn)選用了三組混凝土柱，分別是空心鋼管混凝土柱、GFRP約束空心鋼管混凝土柱和普通混凝土柱，試驗(yàn)參數(shù)如表1所示。表1試驗(yàn)參數(shù)|試驗(yàn)編號(hào)|截面尺寸(mm)|鋼管直徑(mm)|鋼管厚度(mm)|GFRP層數(shù)||-------|------------|------------|------------|--------||TC1|200x200|100|3|-||TC2|200x200|100|3|2||CC1|200x200|-|-|-|其中，TC1為空心鋼管混凝土柱；TC2為GFRP約束空心鋼管混凝土柱，GFRP層數(shù)為2層；CC1為普通混凝土柱。2.2試驗(yàn)結(jié)果軸心受壓和彎曲載荷下的試驗(yàn)結(jié)果如圖1、圖2所示。圖1軸心受壓試驗(yàn)結(jié)果圖2彎曲試驗(yàn)結(jié)果由圖1和圖2可以看出，與空心鋼管混凝土柱相比，GFRP約束空心鋼管混凝土柱的承載力和抗彎強(qiáng)度明顯提高，達(dá)到了預(yù)期效果。3.分析討論GFRP是一種新型的高強(qiáng)度、高模量、耐久性好的纖維材料，與空心鋼管相結(jié)合可以形成一種新型的混凝土構(gòu)件。在本次試驗(yàn)中，試驗(yàn)結(jié)果表明，GFRP約束空心鋼管混凝土柱的承載力和抗彎強(qiáng)度明顯提高，這是GFRP與鋼管的協(xié)同作用所致。GFRP的高強(qiáng)度和高模量可以分擔(dān)鋼管的負(fù)荷，減小鋼管的變形，增加了鋼管的剛度和抗彎承載力，同時(shí)GFRP的耐久性也可以提高混凝土柱的壽命。此外，GFRP材料優(yōu)秀的抗腐蝕性和不導(dǎo)電性，可以保護(hù)鋼管不受腐蝕和電化學(xué)腐蝕的影響，同時(shí)也可以減小污染物對(duì)混凝土柱的侵蝕。4.應(yīng)用前景GFRP約束空心鋼管混凝土柱具有優(yōu)異的力學(xué)性能和壽命特性，已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于高聳建筑、大跨度橋梁和隧道等工程領(lǐng)域。并且，隨著GFRP材料應(yīng)用技術(shù)的不斷提高和成本的降低，GFRP約束空心鋼管混凝土柱的應(yīng)用前景將更加廣闊。但是，在實(shí)際工程中，還需對(duì)GFRP約束空心鋼管混凝土柱的設(shè)計(jì)規(guī)范和施工技術(shù)加以完善和規(guī)范，以確保其安全可靠地應(yīng)用于各種工程領(lǐng)域。5.結(jié)論本次試驗(yàn)研究了以GFRP約束空心鋼管為外包殼的混凝土柱的力學(xué)性能，得出了以下結(jié)論：（1）GFRP約束空心鋼管混凝土柱的承載力和抗彎強(qiáng)度明顯提高，相比普通混凝土柱更具優(yōu)越性；（2）GFRP材料的高強(qiáng)度、高模量和耐久性可以增加鋼管的剛度和抗彎承載力，并