GFRP管-鋼骨混凝土組合純彎構(gòu)件的抗震性能試驗(yàn)研究一、前言鋼骨混凝土組合純彎構(gòu)件具有重要的應(yīng)用前景和經(jīng)濟(jì)效益，已經(jīng)廣泛用于各種工程中，例如建筑、機(jī)械和海洋工程。但是，在彎曲過(guò)程中，這種構(gòu)件的縱向鋼筋易于屈曲，并且在受到剪切力作用時(shí)，界面剪切破壞很容易發(fā)生。為了提高這種構(gòu)件的力學(xué)性能和抗震性能，使用高強(qiáng)度，高剛度和輕質(zhì)的玻璃纖維增強(qiáng)聚合物（GFRP）管來(lái)加固構(gòu)件是非常有效的方法。本文旨在研究GFRP管加固鋼骨混凝土組合純彎構(gòu)件的抗震性能，并通過(guò)實(shí)驗(yàn)和理論分析來(lái)評(píng)估其力學(xué)性能。二、研究?jī)?nèi)容1.構(gòu)件設(shè)計(jì)和制作選擇標(biāo)準(zhǔn)混凝土和高強(qiáng)度鋼材，設(shè)計(jì)了三種GFRP管加固鋼骨混凝土組合純彎構(gòu)件。分別是不加固（基準(zhǔn)），GFRP管單層加固和GFRP管雙層加固。實(shí)驗(yàn)中測(cè)量了構(gòu)件的幾何尺寸和鋼筋配筋，并對(duì)構(gòu)件進(jìn)行原位鉆擊針測(cè)量以獲取協(xié)調(diào)的應(yīng)力和應(yīng)變數(shù)據(jù)。2.試驗(yàn)程序使用大型試驗(yàn)設(shè)備對(duì)以上三種構(gòu)件進(jìn)行靜力試驗(yàn)和地震模擬試驗(yàn)，并記錄下試驗(yàn)過(guò)程中的變形和應(yīng)力數(shù)據(jù)。靜力試驗(yàn)分別在2%和4%測(cè)試量的載荷下進(jìn)行。地震模擬試驗(yàn)采用三種不同強(qiáng)度等級(jí)的地震波進(jìn)行，分別是設(shè)計(jì)基準(zhǔn)地震動(dòng)D、一般概率地震動(dòng)E和極端概率地震動(dòng)F，通過(guò)試驗(yàn)獲得了三種地震波下構(gòu)件的動(dòng)態(tài)響應(yīng)和滯回性能的數(shù)據(jù)。3.結(jié)果分析分別對(duì)比了加固前后的構(gòu)件在靜力和地震荷載下的破壞模式，鋼筋拉應(yīng)力和抗彎強(qiáng)度等數(shù)據(jù)，研究了GFRP管加固提高構(gòu)件抗震性能的機(jī)制。三、研究結(jié)果及討論1.構(gòu)件設(shè)計(jì)和制作選用的標(biāo)準(zhǔn)混凝土為C30，鋼材為Q345B，鋼筋為HRB400，GFRP管為內(nèi)徑為38mm、厚度為3.1mm的圓形型桿。三種設(shè)計(jì)構(gòu)件的幾何尺寸、鋼筋配筋和GFRP管加固方式均符合設(shè)計(jì)要求。制作的構(gòu)件表面光滑整潔，沒(méi)有明顯表面損傷。2.試驗(yàn)結(jié)果構(gòu)件在靜力荷載下的破壞模式為縱向鋼筋達(dá)到屈服彎曲，界面剪切破壞發(fā)生。加固后的構(gòu)件在兩種加載量下均未發(fā)生嚴(yán)重的破壞，滿足設(shè)計(jì)要求。在地震模擬試驗(yàn)中，對(duì)于基準(zhǔn)地震動(dòng)和一般概率地震動(dòng)，加固后的構(gòu)件與未加固構(gòu)件相比彎曲形態(tài)有所改變，變形程度和應(yīng)力有所減少，滯回性能也有一定提高，但仍然發(fā)生了破壞。而對(duì)于極端概率地震動(dòng)，加固后的構(gòu)件未發(fā)生破壞。3.結(jié)果分析靜力試驗(yàn)結(jié)果表明，隨著GFRP管層數(shù)的增加，縱向鋼筋拉應(yīng)力和抗彎強(qiáng)度均有所提高。在地震模擬試驗(yàn)中，GFRP管加固對(duì)構(gòu)件的抗震性能也有明顯的提高，滯回性能的提高主要是由于GFRP管對(duì)鋼筋的約束作用和鋼筋和混凝土之間的黏結(jié)性提高。而在極端概率地震動(dòng)下，受到大的荷載振幅的GFRP加固構(gòu)件表現(xiàn)出更優(yōu)異的抗震性能，未發(fā)生破壞。四、結(jié)論通過(guò)實(shí)驗(yàn)和理論分析，本文研究了GFRP管加固鋼骨混凝土組合純彎構(gòu)件的抗震性能。結(jié)果顯示，GFRP管加固可以有效地提高構(gòu)件的抗震性能和滯回性能，并且在地震荷載下表現(xiàn)得更為出色。由此，我們可以得出以下結(jié)論：1.GFRP管加固可以顯著提高鋼骨混凝土組合純彎構(gòu)件的抗震性能，特別是在極端概率地震動(dòng)下。2.隨著GFRP管層數(shù)的增加，縱向鋼筋拉應(yīng)力和抗彎強(qiáng)度均有所提高。3