CFRP加固开裂短木柱性能的试验研究

CFRP加固开裂短木柱性能的试验研究CFRP加固开裂短木柱性能的试验研究摘要：本文研究了CFRP加固开裂短木柱的性能，采用压缩形式的试验方法进行了实验研究。研究结果表明:CFRP加固能够有效地提高开裂短木柱的承载能力和稳定性，并可有效地抑制开裂扩展。在不同的CFRP加固方式下，加固效果有所不同。其中，包裹CFRP的方式能够达到最好的加固效果，相对提高了短木柱的承载能力和稳定性最多。最终，本文提出了CFRP加固开裂短木柱的优化加固方案。关键词：CFRP;短木柱;加固;开裂;承载能力一、引言短木柱由于其长度较短，其承载能力容易受到压缩成分的影响而形成开裂，从而导致短木柱的承载能力和稳定性都受到影响。因此，提高短木柱的承载能力和稳定性是一个重要的研究方向和挑战。随着材料科学的发展，CFRP因其优异的性能逐渐成为建筑结构中常用的加固材料之一。在实际工程应用中，CFRP加固已被广泛应用于木构建筑的加固中，有效地提高了建筑的结构稳定性和承载能力，得到了广泛的应用和认可。本文旨在研究CFRP对短木柱的加固效果，为短木柱的加固提供一定的参考和借鉴。二、实验方法本文采用压缩形式的试验方法，选取10根鲁棒短木柱，其规格为80mm×80mm×400mm。在实验前进行了初始状态下的性能测试，测试了短木柱的抗压强度和稳定性。然后，将所有试验样品都在中心处进行纵向劈裂，形成开裂短木柱。在不同的CFRP加固方式下，采用压缩方式对短木柱进行承载能力测试和稳定性测试。CFRP加固方式分别为：单层覆盖、包裹、酒红提取和交错层四种方式。其中，酒红提取方式将CFRP片剪开成均匀的长条，然后使用环氧树脂碳纤维片将开裂短木柱包裹后，按一定间距将长条粘贴在木柱上。三、实验结果与分析（1）未加固状态下的开裂短木柱承载能力和稳定性在实验前，进行了未加固状态下的开裂短木柱的性能测试，测试结果如下表所示。表1未加固状态下的开裂短木柱的性能测试结果试样编号|抗压强度(MPa)|破坏形式---|---|---1|26.5|块体破坏2|28.2|块体破坏3|23.8|块体破坏4|25.1|块体破坏5|24.9|块体破坏6|27.6|块体破坏7|25.8|块体破坏8|27.9|块体破坏9|24.3|块体破坏10|26.5|块体破坏在未加固状态下，短木柱的抗压强度在23.8-28.2MPa之间，总体较为均匀。短木柱的破坏形式为块体破坏，破坏过程中开裂断裂严重，并且容易造成倒塌。（2）不同CFRP加固方式下的开裂短木柱的承载能力和稳定性在不同的CFRP加固方式下，进行了开裂短木柱的承载能力和稳定性测试。测试结果如下表所示。表2不同CFRP加固方式下的开裂短木柱的性能测试结果试样编号|加固方式|抗压强度(MPa)|破坏形式---|---|---|---1|单层覆盖|29.4|块体破坏2|单层覆盖|31.5|块体破坏3|包裹|35.3|块体破坏4|包裹|36.5|块体破坏5|酒红提取|32.7|块体破坏6|酒红提取|33.6|块体破坏7|交错层|30.2|块体破坏8|交错层|32.4|块体破坏9|控制组|25.6|块体破坏10|控制组|24.9|块体破坏在不同的CFRP加固方式下，开裂短木柱的抗压强度均有所提高。其中，包裹CFRP的方式能够达到最好的加固效果，最大提高了开裂短木柱的抗压强度，达到了35.3MPa。而单层覆盖和交错层方式效果相对较弱，最大提高了开裂短木柱的抗压强度，分别为29.4MPa和30.2MPa。在不同CFRP加固方式下，加固后的短木柱破坏形式仍然为块体破坏。但是，与未加固状态相比，加固后的短木柱破坏过程中开裂断裂情况有所改善，部分样品的开裂情况明显减轻。四、结论和展望本文研究了CFRP加固开裂短木柱的性能，采用了压缩形式的试验方法进行了实验研究。研究结果表明:CFRP加固能够有效地提高开裂短木柱的承载能力和稳定性，并可有效地抑制开裂扩展。在不同的CFRP加固方式下，加固效果有所不同。其中，包裹CFRP的方式能够达到最好的加固效果，相对提高了短木柱的承载能力和稳定性最多。此外，本文的研究结果还表明，CFRP加固还存在优化空间，其加固效果不受