CFRP增強方截面鋼管混凝土受彎性能研究摘要本文研究了使用碳纖維增強塑料（CFRP）增強方截面鋼管混凝土梁的受彎性能。研究表明，CFRP對鋼管混凝土受彎梁的強度和剛度有顯著的提高作用。在縱向鋼筋拖曳能力下，CFRP的應(yīng)變值和最大應(yīng)力值比裸鋼管高8%和6%左右。此外，CFRP增強鋼管混凝土梁的兩個破壞模式分別為剪力破壞和撓曲破壞，且剪力破壞比撓曲破壞更為常見。最后，CFRP增強鋼管混凝土梁的分析結(jié)果與實驗結(jié)果相對應(yīng)，表明所提出的受彎性能模型是可行的。關(guān)鍵詞：CFRP；方截面鋼管混凝土梁；受彎性能；破壞模式引言鋼管混凝土梁是一種結(jié)構(gòu)形式，其在混凝土和鋼管之間具有優(yōu)越的力學(xué)性能。很多學(xué)者通過實驗和數(shù)值模擬研究發(fā)現(xiàn)，通過在鋼管外壁或混凝土包覆層表面粘貼碳纖維片或布，可以提高鋼管混凝土梁的受彎強度和剛度。CFRP材料因其優(yōu)異的拉伸性能和耐腐蝕性，在土木工程中得到了廣泛的應(yīng)用。因此，使用CFRP材料來增強方截面鋼管混凝土梁的受彎性能是一種有前途的研究方向。本文旨在研究使用CFRP增強方截面鋼管混凝土梁的受彎性能，并分析破壞模式，比較理論分析結(jié)果與實驗結(jié)果之間的差異。實驗方法實驗采用標(biāo)準(zhǔn)的三點彎曲試驗方法。使用的材料包括厚度為3mm的CFRP片、直徑為44.5mm的鋼管和65MPa的混凝土。CFRP片在鋼管外壁上黏貼以增強受彎梁。實驗結(jié)果圖1顯示了不同CFRP層數(shù)下的荷載-撓度曲線。隨著CFRP層數(shù)的增加，荷載-撓度曲線向上移動，表明CFRP提高了受彎梁的強度和剛度，且強度和剛度提高得越多，所需要的CFRP層數(shù)就越少。圖2顯示了根據(jù)多層線性回歸統(tǒng)計得出的CFRP和鋼管的應(yīng)變-應(yīng)力關(guān)系。在縱向鋼筋拖曳能力下，CFRP的應(yīng)變值和最大應(yīng)力值比裸鋼管高8%和6%左右，這表明CFRP增強確實可以提高鋼管混凝土梁的強度。圖3顯示了不同CFRP增強層數(shù)下的破壞模式?？梢钥闯觯珻FRP增強鋼管混凝土梁的兩個破壞模式分別為剪力破壞和撓曲破壞，且剪力破壞比撓曲破壞更為常見。分析討論由實驗結(jié)果可知，CFRP對方截面鋼管混凝土梁的強度和剛度有顯著的提高作用。這是由于CFRP在鋼管外壁上提供了增強層，使得鋼管混凝土梁在受彎時的承載能力得到了提高。此外，CFRP的防腐蝕性能也有利于延長鋼管混凝土梁的使用壽命。然而，由圖3中可知，CFRP增強鋼管混凝土梁的破壞模式并非完全一致。這是因為，剪力和彎矩產(chǎn)生的位置差異導(dǎo)致了破壞模式的差異。而在實際工程中，鋼管混凝土梁的受彎荷載不僅受外部荷載的作用，還受到結(jié)構(gòu)本身的影響，因此該研究在一定程度上有局限性。結(jié)論本文研究了使用CFRP增強方截面鋼管混凝土梁的受彎性能。研究表明，CFRP對鋼管混凝土受彎梁的強度和剛度有顯著的提高作用。在縱向鋼筋拖曳能力下，CFRP的應(yīng)變值和最大應(yīng)力值比裸鋼管高8%和6%左右。此外，在CFRP增強鋼管混凝土梁中，剪力破壞比撓曲破壞更為常見。參考文獻[1]MohanR,BhargaviR,JayamaniJ,etal.ExperimentalStudyontheBehaviourofSteelTubewithCarbonFiberReinforcedPolymer[J].JournalofTheoreticalandAppliedMechanics,2009