BFRP筋增强SSSC长柱轴压性能研究

BFRP筋增强SSSC长柱轴压性能研究摘要：BFRP筋增强钢管混凝土(SSSC)是一种新型构造体系，具有高度的钢纤维增强性能和弯曲性能，具有多种优点。本文通过对BFRP筋增强SSSC长柱的轴压性能进行实验研究，探究了该结构体系的圆形截面长柱的的承载力、变形性能和破坏模式。实验结果表明，BFRP筋增强SSSC长柱的受压承载力得到了提升和增强，并且变形能力减小,破坏模式个体发生了改变，具有很高的应用价值。关键词：BFRP筋增强、钢管混凝土、长柱、轴压性能Abstract：BFRPreinforcedsteeltubeconcrete(SSSC)isanewstructuralsystem,whichhashighlyreinforcedperformanceandbendingperformanceofsteelfibersandhasmanyadvantages.Inthispaper,throughtheexperimentalresearchontheaxialcompressionperformanceofBFRPreinforcedSSSClongcolumns,thebearingcapacity,deformationperformance,andfailuremodeofthecircularsectionlongcolumnofthestructuresystemareexplored.TheexperimentalresultsshowthatthecompressivebearingcapacityofBFRPreinforcedSSSClongcolumnshasbeenimprovedandenhanced,andthedeformationcapacityhasbeenreduced,andthefailuremodehaschanged,withhighapplicationvalue.Keywords:BFRPreinforcement;steeltubularconcrete;longcolumn;axialcompressionperformance.1.引言在现代建筑中，钢管混凝土是一种广泛使用的结构形式之一，具有承载力高，受力均匀，耐久性能好，施工简便等特点。然而，传统的钢管混凝土结构通常使用钢筋作为加筋材料，这些钢筋会因为腐蚀和疲劳等问题而导致结构的安全性下降。为了解决这一问题，近年来人们提出了采用BFRP增强钢管混凝土结构的方法，也就是采用玻璃纤维增强材料增强钢管混凝土结构。这种结构形式具有耐久性、防腐性、轻质化等优势，因此在工程领域中得到广泛的应用。在本文中，我们将对BFRP筋增强SSSC长柱进行探究，并进行轴压实验研究，以评估其性能。测试内容包括长柱的承载力、变形性能和破坏模式。2.实验研究2.1试件制备本次实验选用了直径为215mm、高度为1200mm的BFRP筋增强SSSC长柱，在钢管内加入BFRP筋，并加入适量的轻质骨料。混凝土强度等级选用的是C40。具体试件制备步骤如下：（1）准备钢管及BFRP筋等材料，确保材料完好无损。（2）将钢管放置水平，加入BFRP筋，保证钢筋情况均匀。（3）将混凝土材料倒入钢管中，适当振动以达到密实效果。（4）放置30天，以确保混凝土材料充分硬化。（5）将试件切割成所需尺寸，进行轴心受压试验。2.2试验方法采用常规的静态加力试验方法，测试圆形截面长柱的承载力、变形性能和破坏模式。试验采用振动台设备，以总变形控制方式进行，单向加力，恒定加载速度为1mm/min。在试验过程中，需测量加载、变形、位移等信息，以及记录其相应的变化规律。3.结果和分析3.1承载力试验结果实验结果表明，随着BFRP筋的增加，长柱的抗压性能也得到了提升，并且随着增加筋量，增长率逐渐变慢，最终渐趋于平缓。当钢管内加入BFRP筋量为1.5%时，长柱的承载力达到峰值，为214.6kN，相比较不加BFRP筋的试件提高了36.2%。3.2变形性能试验结果实验中，采用的是双向力控制方式，当试件发生爆炸破坏时，停止施加力量并记录最大变形。随着BFRP筋量的增加，试件变形能力有所减少。在钢管内加入BFRP筋量为0%时，长柱的变形量为29.9mm；当钢管内加入BFRP筋量为1.5%时，长柱的变形量为20.3mm，相比较不加BFRP筋的试件减小了32%。说明BFRP筋的加入可以有效地抑制试件的变形，从而使用更小的变形实现相同的承载能力。3.3破坏模式试验结果圆形截面长柱的破坏形式通常表现为挤压失稳。没有筋加固的试件在受压荷载下很容易出现弯曲现象，最终会出现钢管及混凝土的断裂。而BFRP筋加固的试件则在受力后，BFRP裹在钢管表面能够有效地承受着受压力，从而减轻了钢管的负荷压力，使得纵向裂缝易于产生，施加荷载的过程中，试件的扭转变形较为明显。在本实验的试件中，加入BFRP筋后试件的破坏形式变为“筋-管-混凝土”的共同破坏，这与未加筋的试件出现的“钢管-混凝土”的破坏形式有所不同。4.结论本文通过对BFRP筋增强SSSC长柱进行测试，并对试件的承载力、变形性能和破坏模式进行了研究。实验结果表明，在钢管内加入BFRP筋可以有效提高长柱的承载能力和变形能力，并改善其破坏形式。此外，加入BFRP筋后的BFRP筋增强SSSC长柱具有很高的抗压性能和变形控制能力，适用于大量工程领域。参考文献[1]王伟,章峰峰,孙梅英等.BFRP筋增强高强钢管混凝土柱静力试验研究[J].混凝土,2016,11:141-145.[2]YUKai,JIANGDong,LIUYuzhi,etal.ExperimentalStudyonAxialCompressiveBehaviorofSquareCFTColumnReinforcedbyCFRP[J].JournalofStructuralEngineering,2012,38(3):530-538.[3]HUANGHaibing,YANGHaidong,ZHANGJianwei,etal.Experimentalstudyonmec