單波 蔡靜 肖巖 Giorgio+Monti
摘 要:試件的尺寸對(duì)于碳纖維增強(qiáng)塑料(CFRP)約束混凝土柱的性能具有重要影響,但目前在CFRP約束混凝土尺寸效應(yīng)方面的研究基本上還處于空白.基于對(duì)7種不同倒角半徑的大尺寸CFRP約束混凝土方柱的軸心抗壓試驗(yàn),獲取了各組試件的破壞模式、抗壓強(qiáng)度、應(yīng)力應(yīng)變曲線、外包CFRP應(yīng)變分布等基本力學(xué)性能,并與已有小尺寸試件的試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行比較和分析.研究結(jié)果表明,試件的抗壓強(qiáng)度隨倒角半徑比的增大而增大,外包CFRP對(duì)直角試件幾乎無(wú)增強(qiáng)作用;所有試件的破壞都是由外包CFRP的拉斷所導(dǎo)致,斷裂位置均位于倒角范圍內(nèi),應(yīng)力集中的現(xiàn)象明顯;約束效應(yīng)比MCR可以較好地反映尺寸效應(yīng)對(duì)抗壓強(qiáng)度影響,試件尺寸的增大顯著降低CFRP的約束效應(yīng);外包CFRP的極限應(yīng)變低于其材性試驗(yàn)結(jié)果35%以上,明顯大于對(duì)應(yīng)的小試件試驗(yàn)結(jié)果;已有模型的計(jì)算結(jié)果與本試驗(yàn)的實(shí)測(cè)結(jié)果存在顯著差異,故有必要考慮尺寸效應(yīng)的影響.
關(guān)鍵詞: FRP;約束混凝土;方柱;軸心受壓;尺寸效應(yīng)
中圖分類號(hào):TU375.3 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A
文章編號(hào):1674-2974(2016)03-0075-08
纖維增強(qiáng)塑料 (FRP)具有重量輕、強(qiáng)度高、耐腐蝕性好和施工簡(jiǎn)便等特性,在土木工程領(lǐng)域,特別是混凝土結(jié)構(gòu)加固及改造方面得到廣泛應(yīng)用.采用FRP外包混凝土柱,可以形成約束混凝土結(jié)構(gòu),當(dāng)混凝土柱軸向受壓時(shí)產(chǎn)生其側(cè)向膨脹,約束材料FRP受拉對(duì)核心區(qū)混凝土產(chǎn)生約束應(yīng)力,使其處于三向受壓狀態(tài),從而顯著提高混凝土柱的變形能力和承載能力[1].
目前,國(guó)內(nèi)外對(duì)于FRP約束混凝土開展了大量研究,取得了不少的研究成果,部分學(xué)者還提出了約束本構(gòu)模型及設(shè)計(jì)方法[2].但總的看來(lái),現(xiàn)有研究主要集中在FRP約束混凝土圓柱方面,而在實(shí)際結(jié)構(gòu)中,方形或矩形柱更為普遍.因此,對(duì)FRP約束方形及矩形截面柱進(jìn)行研究很有必要,但這個(gè)問題更為復(fù)雜,因?yàn)镕RP約束作用于方形及矩形截面柱所產(chǎn)生的圍壓是非均勻的,約束效應(yīng)的影響因素更多[3].
在國(guó)際上,Mirmiran等[4]是最早對(duì)FRP約束矩形截面柱進(jìn)行試驗(yàn)研究的研究者之一,其研究表明,倒角半徑是影響FRP約束效應(yīng)的一個(gè)主要因素,倒角半徑過小,約束效應(yīng)難以體現(xiàn).Lam等[5-6]對(duì)小尺寸外包FRP矩形(方形)柱進(jìn)行了試驗(yàn),研究表明,F(xiàn)RP約束能有效提高混凝柱的抗壓強(qiáng)度和延性,并在分析了既有試驗(yàn)數(shù)據(jù)后提出相應(yīng)的本構(gòu)模型和強(qiáng)度模型.Wang和Wu[7]對(duì)72個(gè)混凝土小尺寸試件進(jìn)行軸壓試驗(yàn),得出試件的抗壓強(qiáng)度與倒角半徑比2r/b近似呈線性關(guān)系,也提出了相應(yīng)的本構(gòu)模型和強(qiáng)度模型.吳剛等[8-9]在既有試驗(yàn)數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上,給出判斷FRP約束方柱強(qiáng)、弱約束的界限值,提出二次拋物線加直線的應(yīng)力應(yīng)變模型.國(guó)內(nèi)其他學(xué)者在此領(lǐng)域也開展了相關(guān)的研究工作[8-12].
目前,關(guān)于FRP約束方形(或矩形)柱的試驗(yàn)絕大部分以小試件為主[4-7,13],試件邊長(zhǎng)不超過250 mm,高度不超過600 mm,與實(shí)際結(jié)構(gòu)柱尺寸相距甚遠(yuǎn).Pessiki等[14]的研究表明,此類小試件的試驗(yàn)研究結(jié)果相比于實(shí)際加固柱,存在較大誤差.Rocca[15]測(cè)試了截面尺寸分別為324 mm,457 mm,648 mm和914 mm的方形試件,實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,小試件和大試件在軸向力作用下的應(yīng)力應(yīng)變曲線有很大不同.Wang等[16]測(cè)試了大尺寸FRP約束鋼筋混凝土方柱,結(jié)果顯示CFRP約束增加了混凝土柱的變形性能,但其承載能力的提高相對(duì)有限.從已有研究成果來(lái)看,試件的尺寸對(duì)FRP約束混凝土方形柱有顯著影響,但這方面的試驗(yàn)開展得很少,也不系統(tǒng).本文針對(duì)這一研究的盲區(qū),設(shè)計(jì)了一系列不同倒角半徑的大尺寸CFRP約束混凝土方柱,進(jìn)行軸心抗壓試驗(yàn)研究,以期填補(bǔ)研究空白,為后續(xù)的CFRP加固方柱設(shè)計(jì)提供參考.
1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)
1.1 試件設(shè)計(jì)和材料特性
文獻(xiàn)[7]中進(jìn)行了CFRP約束混凝土方柱的試驗(yàn),標(biāo)準(zhǔn)方形試件截面尺寸為150 mm×150 mm,高度為300 mm,倒角半徑依次變化6次,混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級(jí)為C30和C50.本文參考了該試驗(yàn),使本試驗(yàn)的研究成果能夠較為準(zhǔn)確地反映試件尺寸的影響.本試驗(yàn)按照不同的倒角半徑r依據(jù)相似比例尺設(shè)計(jì)了7組CFRP加固大尺寸試件,標(biāo)準(zhǔn)試件的截面尺寸為300 mm×300 mm,高度為600 mm,每組均有3個(gè)試件.倒角半徑r依次變化:0,15,30,60,90,120和150 mm,其中,r=0和r=150 mm分別代表方柱和圓柱.每組加固試件都制作了一組與之對(duì)應(yīng)的素混凝土試件.一共制作了14組試件,共計(jì)42個(gè).需要說明的是,雖然本試驗(yàn)設(shè)計(jì)的試件與實(shí)際結(jié)構(gòu)柱仍然有較大的尺寸差異,但與文獻(xiàn)[7]以及大量其他研究者所進(jìn)行的FRP約束試件相比較,在尺寸上顯著增大,因此,本文稱之為“大尺寸試件”是合適的.混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級(jí)為C30,具體配比為:水泥∶砂∶石∶水=1∶1.90∶3.10∶0.56,標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)28 d,立方體抗壓強(qiáng)度為33.6 MPa.試驗(yàn)用的單向碳纖維布為南京生產(chǎn),型號(hào)為HITEX-C300,名義厚度為0.167 mm.配套環(huán)氧樹脂為長(zhǎng)沙生產(chǎn)的碳纖維加固專用浸漬樹脂.按照GB/T 3354-1999《定向纖維增強(qiáng)塑料拉伸性能試驗(yàn)方法》制作了CFRP小試件.單向抗拉試驗(yàn)結(jié)果如表1所示.
1.2 試件制作
試件采用定制的鋼模澆筑,每種規(guī)格的鋼模3個(gè),一共21個(gè)試模.澆筑時(shí),混凝土分3層澆搗,每層混凝土約為試件高度的1/3,采用插入式振搗器分層振搗,振動(dòng)至混凝土表面不出現(xiàn)明顯的氣泡.試件分兩批澆筑,一批為對(duì)比試件,另一批為加固試件.試件完成澆筑后,在室溫下放置48 h,拆模后在室內(nèi)放置30 d,再進(jìn)行外包CFRP.
加固前,先清除試件表面雜物,在干燥狀態(tài)下涂刷底膠,然后再分層外包碳纖維布,每層搭接長(zhǎng)度為100 mm,在包裹下一層碳纖維布前,用專用的刮子沿纖維方向反復(fù)擠壓,以排除氣泡并使樹脂更好地浸潤(rùn)碳纖維絲.所有加固試件均外包3層CFRP.試件完成加固后,在室內(nèi)放置14 d,然后進(jìn)行抗壓試驗(yàn).
1.3 試驗(yàn)裝置和加載制度
本試驗(yàn)進(jìn)行單軸抗壓試驗(yàn),現(xiàn)有試驗(yàn)表明,F(xiàn)RP增強(qiáng)層的應(yīng)變分布不均勻,在角部附近會(huì)產(chǎn)生較為顯著的應(yīng)力集中.因此,本試驗(yàn)在試件的中間截面處粘貼一定數(shù)量的應(yīng)變片,具體位置為:對(duì)于方柱(r=0),橫向應(yīng)變片粘貼在角部的最邊緣和每條邊的中點(diǎn)(b/2處),共12個(gè),縱向應(yīng)變片粘貼在b/2處,共4個(gè);對(duì)于圓柱(r=150 mm),橫向和縱向應(yīng)變片均粘貼在圓周的4等分點(diǎn)處,共8個(gè);對(duì)于其他截面形式,橫向應(yīng)變片粘貼在倒角的中點(diǎn)、倒角的起始部位(切線處)和每條邊的中點(diǎn)(b/2處),共16個(gè),縱向粘貼在b/2處,共4個(gè).每種截面應(yīng)變片的粘貼情況如圖1所示,圖中,M表示邊長(zhǎng)中點(diǎn)處(b/2處),C表示倒角中點(diǎn)處,T表示倒角的起始部位(切點(diǎn)處).
加載設(shè)備為1 000 t電液伺服控制的壓力試驗(yàn)機(jī),試驗(yàn)時(shí),在試件中部位置安裝軸向變形測(cè)試架,試驗(yàn)架卡在試件上,并對(duì)稱安裝兩個(gè)高精度的位移計(jì),位移計(jì)可以沿導(dǎo)軌在軸向自由滑動(dòng),如圖2所示.荷載由壓力機(jī)內(nèi)置傳感器測(cè)量,所有數(shù)據(jù)均采用DH3821數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)同步采集和記錄.
測(cè)試時(shí),先對(duì)試件進(jìn)行預(yù)壓,預(yù)壓荷載不超過預(yù)估極限荷載的30%,通過4個(gè)軸向應(yīng)變片檢查試件的對(duì)中情況,如最大應(yīng)變讀數(shù)與最小應(yīng)變讀數(shù)不超過10%,即認(rèn)為試件處于理想的軸心受壓狀態(tài),隨即卸載,并開始正式加載.在試驗(yàn)的開始階段,采用力控制加載模式,加載速度為3 kN/s.當(dāng)加載至預(yù)估極限承載力的90%時(shí),采用位移控制加載,加載速度為0.01 mm/min,直至試件破壞.
2 試驗(yàn)結(jié)果與分析
2.1 破壞現(xiàn)象及破壞模式
7組CFRP約束混凝土方柱試件的破壞部位均位于試件中部約30~40 cm高度,最終破壞模式都是外包CFRP增強(qiáng)層被拉斷,并且試件發(fā)生破壞前會(huì)連續(xù)發(fā)出“噼啪”的聲音,最終在破壞位置3層CFRP增強(qiáng)層突然斷裂,并伴隨著很大的聲響,核心區(qū)混凝土壓潰飛濺.破壞的突然性及破壞程度隨著倒角半徑的增大而增大.
對(duì)于小倒角半徑試件(r≤30 mm),CFRP增強(qiáng)層的斷裂口基本上集中在一處,破壞位置均在倒角圓弧的中點(diǎn)處附近,斷口比較整齊,如圖3(a)-圖3(c)所示.當(dāng)?shù)菇前霃捷^大時(shí)(r≥60 mm),CFRP增強(qiáng)層的斷裂位置出現(xiàn)一定的離散性,拉斷部位主要發(fā)生在倒角中心附近或倒角起始部位,或這兩個(gè)部位均出現(xiàn)斷裂現(xiàn)象,且試件不止一處發(fā)生破壞,斷口纖維布呈多條狀,如圖3(d)-圖3(g)所示.試驗(yàn)中,檢查所有試件的外包CFRP,均沒有觀察到明顯的剝離和搭接破壞現(xiàn)象,因此,可認(rèn)為對(duì)于此類試件,CFRP取100 mm搭接長(zhǎng)度是合理可靠的.
對(duì)比文獻(xiàn)[7]中的試驗(yàn),如前所述,其試件邊長(zhǎng)為150 mm,高度為300 mm,CFRP的搭接長(zhǎng)度為150 mm.試驗(yàn)中r較大的試件,CFRP出現(xiàn)了搭接破壞,或?yàn)閯冸x與拉斷的混合破壞.這表明,CFRP約束混凝土所需的搭接長(zhǎng)度與試件的尺寸大小不存在必然的相關(guān)性.此外,在該試驗(yàn)中,當(dāng)r較大時(shí), CFRP的斷裂位置出現(xiàn)在倒角范圍以外的側(cè)面(即CFRP的平直段),與本試驗(yàn)有一定差異.
2.2 應(yīng)力應(yīng)變曲線
表2給出了各組試件強(qiáng)度的測(cè)試結(jié)果,表中fco′為每組無(wú)約束混凝土柱的抗壓強(qiáng)度平均值,fcc′為每組約束混凝土柱的抗壓強(qiáng)度.由表2可知,隨著倒角半徑r的增加,試件的抗壓強(qiáng)度不斷提高.圖4給出了各組試件典型的應(yīng)力應(yīng)變曲線,包含了未加固試件.圖4中,縱軸為應(yīng)力,橫軸為CFRP的橫向應(yīng)變和試件的軸向應(yīng)變.其中,橫向應(yīng)變?yōu)镃FRP中部4個(gè)應(yīng)變片的平均值(M1-M4);對(duì)于縱向應(yīng)變,由于兩個(gè)位移計(jì)在加載的起始階段讀數(shù)變化不大,因此,在軸線應(yīng)變達(dá)到6 000 με之前,采用CFRP上4個(gè)縱向應(yīng)變片讀數(shù)的平均值,此后采用2個(gè)位移計(jì)讀數(shù)的平均值.試驗(yàn)表明,在6 000 με這個(gè)讀數(shù)點(diǎn)上,兩者的差別較小,在3%~8%之間.由圖4可以看出,在加載初期,CFRP約束混凝土方柱應(yīng)力應(yīng)變曲線與素混凝土的曲線基本一致.當(dāng)試件的壓應(yīng)力超過素混凝土的峰值應(yīng)力后,曲線出現(xiàn)一個(gè)明顯的轉(zhuǎn)折點(diǎn),轉(zhuǎn)折點(diǎn)后的應(yīng)力應(yīng)變行為與倒角半徑r密切相關(guān),且曲線在達(dá)到素混凝土峰值應(yīng)力后的斜率隨著倒角半徑的增加而增大.為了便于比較和分析,定義倒角半徑比為rc,按下式計(jì)算:
2.4 應(yīng)變分布
試驗(yàn)中,在每個(gè)試件的中間截面上粘貼了應(yīng)變片,以測(cè)量關(guān)鍵部位CFRP的應(yīng)變.表3給出了這些點(diǎn)達(dá)到破壞狀態(tài)時(shí)的應(yīng)變值,各點(diǎn)數(shù)值均為每組試件對(duì)應(yīng)部位測(cè)試數(shù)據(jù)的平均值,其中,Rmax為每一組試件達(dá)到破壞狀態(tài)時(shí),測(cè)得的M,C和T中的最大者與CFRP小試件單向拉伸試驗(yàn)測(cè)得的極限應(yīng)變的比值.由表3可知,Rmax的最大值為0.724,從所有試件的統(tǒng)計(jì)結(jié)果來(lái)看,絕大部分試件達(dá)到破壞狀態(tài)時(shí),測(cè)得的CFRP極限應(yīng)變低于其材性試驗(yàn)測(cè)得的極限應(yīng)變的35%以上.對(duì)比文獻(xiàn)[7]試驗(yàn)中與本文MCR接近的試驗(yàn)數(shù)據(jù)(C30的試件外包2層CFRP),該組數(shù)據(jù)的Rmax最大為0.88,且多數(shù)試件CFRP的極限應(yīng)變比CFRP材性試驗(yàn)測(cè)得的極限應(yīng)變降低25%.試件外包CFRP的極限應(yīng)變低于材性試驗(yàn)測(cè)得的極限應(yīng)變,這一現(xiàn)象在許多研究者的論文中都進(jìn)行過描述和討論,一般認(rèn)為造成這種現(xiàn)象的原因有兩點(diǎn):一是在加載過程中,核心區(qū)混凝土的局部開裂導(dǎo)致FRP的拉伸應(yīng)力分布不均勻;二是外包FRP在倒角部位有一定的彎曲變形,特別是對(duì)于小倒角半徑試件,產(chǎn)生顯著的應(yīng)力集中[5,7,14,17].從本試驗(yàn)與文獻(xiàn)[7]的試驗(yàn)結(jié)果對(duì)比分析可知,大尺寸試件的應(yīng)力集中現(xiàn)象更為顯著,在試驗(yàn)范圍內(nèi),試件尺寸增大一倍,外包CFRP的極限應(yīng)變降低約10%,存在明顯的尺寸效應(yīng).這也意味著實(shí)際結(jié)構(gòu)中,F(xiàn)RP加固柱的延性很可能顯著低于小試件測(cè)得的結(jié)果.
考慮到方形截面的對(duì)稱性,選取1/4截面,將破壞狀態(tài)時(shí)的M,C和T的極限應(yīng)變表示出來(lái),并將最大應(yīng)變標(biāo)在其相應(yīng)位置,如圖6所示.圖中清楚顯示出最大拉伸應(yīng)變均出現(xiàn)在倒角中點(diǎn)(C點(diǎn))或起點(diǎn)(T點(diǎn)),與CFRP破壞的拉斷位置基本吻合.與Wang和Wu的試驗(yàn)比較,CFRP沒有在試件中部(M點(diǎn)附近)出現(xiàn)斷裂的情況,由此可以推斷,由倒角引起的FRP應(yīng)力集中及其對(duì)試件破壞的影響程度,大尺寸試件要大于小尺寸試件,存在尺寸效應(yīng)問題.
按照試件的應(yīng)力應(yīng)變曲線是否出現(xiàn)下降段,試件可以分弱約束和強(qiáng)約束兩類,rc=0.4是本試驗(yàn)的分界點(diǎn).表4給出了3組弱約束試件在峰值應(yīng)力時(shí),對(duì)應(yīng)CFRP在M,C和T點(diǎn)的應(yīng)變平均值,其中,R1max為峰值應(yīng)力時(shí)應(yīng)變與小試件材性試驗(yàn)獲取的極限應(yīng)變值的比值,rmax為其與試件破壞時(shí)的最大應(yīng)變值的比值.可以看到,各組試件的rmax和R1max都不大,特別是對(duì)于無(wú)倒角處理的試件, CFRP在荷載峰值時(shí),其關(guān)鍵點(diǎn)C的拉伸應(yīng)變僅為其破壞時(shí)應(yīng)變的0.2,或其材料抗拉性能的0.1.這從約束機(jī)理上表明,外包CFRP不可能有效提高直角試件的承載
力,這一結(jié)論與文獻(xiàn)[7]中小尺寸試件的試驗(yàn)結(jié)果相同.對(duì)于弱約束試件,進(jìn)入下降段后,CFRP的約束效應(yīng)逐漸增大,試件破壞點(diǎn)的應(yīng)變較峰值荷載對(duì)應(yīng)的應(yīng)變大很多,這種約束效應(yīng)對(duì)試件的延性改善有顯著貢獻(xiàn),但對(duì)試件增強(qiáng)的影響要有限得多,如圖4所示.
3 理論模型與試驗(yàn)結(jié)果的對(duì)比
不少研究者提出了FRP約束方形(矩形)截面柱的約束模型,本文選用其中具有代表性的5種強(qiáng)度模型對(duì)本文試驗(yàn)柱進(jìn)行計(jì)算分析:Mirmiran 等[4],Lam等[5],ILki等[18],Kumutha等[19]和Wu等[20].在計(jì)算中,需要定義模型中FRP的失效條件,按照ILki等[18] 的分析,F(xiàn)RP破壞應(yīng)變?nèi)槠洳男栽囼?yàn)獲取的極限應(yīng)變的0.7倍.計(jì)算結(jié)果見表5,圖7給出了各強(qiáng)度模型計(jì)算結(jié)果與本文試驗(yàn)結(jié)果的對(duì)比曲線.
由圖7可知,在倒角半徑比較小的情況下(rc≤0.2),文獻(xiàn)[4]和文獻(xiàn)[20]中強(qiáng)度模型預(yù)測(cè)的結(jié)果與試驗(yàn)數(shù)據(jù)吻合情況較好,而其他模型則明顯高估了約束柱的抗壓強(qiáng)度,且對(duì)于直角試件,這些模型的計(jì)算結(jié)果體現(xiàn)出較為明顯的約束效應(yīng),與試驗(yàn)結(jié)果明顯不相符.在倒角半徑比較大的情況下(rc>0.2),所有強(qiáng)度模型都低估了試件的抗壓強(qiáng)度,且預(yù)測(cè)誤差隨著rc的增大而顯著增大.整體來(lái)看,在所有強(qiáng)度模型中,文獻(xiàn)[4]中模型的預(yù)測(cè)結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果最為接近,但相對(duì)誤差也不小,在-2.9%~-22.0%之間.比較特殊的是文獻(xiàn)[20]中的模型,該模型是基于文獻(xiàn)[7]的試驗(yàn)結(jié)果提出的,試件尺寸為150 mm×150 mm×300 mm,該模型對(duì)他們自己的試驗(yàn)結(jié)果吻合情況很好,因此,有必要考慮尺寸效應(yīng)的影響.而與本文試驗(yàn)數(shù)據(jù)相比較,模型的預(yù)測(cè)值顯著低于試驗(yàn)值,這與尺寸效應(yīng)對(duì)抗壓強(qiáng)度的一般影響規(guī)律不相符,這種差異可能來(lái)自于兩方面:一是本文試驗(yàn)材料和條件與文獻(xiàn)[7]中的試驗(yàn)存在一定差別;二是本文試件尺寸顯著增大,約束程度顯著低于文獻(xiàn)[7]中的試驗(yàn),而低約束程度相對(duì)于高約束程度,其對(duì)于強(qiáng)度的增強(qiáng)效果相對(duì)更顯著,因此,基于較強(qiáng)約束程度提出的文獻(xiàn)[20]模型預(yù)測(cè)本試驗(yàn)結(jié)果可能會(huì)偏低.而對(duì)于FRP約束柱的尺寸效應(yīng)研究來(lái)說,本試驗(yàn)試件尺寸仍很有限,且數(shù)據(jù)量也很有限,尺寸效應(yīng)的影響還需要進(jìn)一步的試驗(yàn)研究和分析.
4 結(jié) 論
本文通過對(duì)7組逐步變化倒角半徑的大尺寸CFRP約束混凝土方形柱進(jìn)行軸心抗壓試驗(yàn),獲取了基本力學(xué)性能,并與已有小試件結(jié)果進(jìn)行了比較分析,得到以下主要結(jié)論:
1)在試驗(yàn)范圍內(nèi),約束柱的抗壓強(qiáng)度比f(wàn)cc′/fco′隨倒角半徑比的增加幾乎呈線性增加,倒角半徑對(duì)CFRP約束方柱的力學(xué)性能有重要影響.
2)本試驗(yàn)所進(jìn)行的大尺寸CFRP約束柱試驗(yàn),破壞模式均為外包CFRP被拉斷,且破壞位置均在倒角范圍內(nèi),具有顯著的應(yīng)力集中現(xiàn)象.試件破壞時(shí),CFRP的最大應(yīng)變低于材性試驗(yàn)所測(cè)得極限應(yīng)變的35%以上,明顯大于已有小試件的試驗(yàn)結(jié)果,具有較為顯著的尺寸效應(yīng).
3)采用約束效應(yīng)比MCR,將本試驗(yàn)的大尺寸試件與已有的小尺寸試件試驗(yàn)結(jié)果建立起較好的對(duì)應(yīng)關(guān)系,反映出尺寸效應(yīng)的影響.試件的尺寸增加,大大降低了外包FRP的約束效應(yīng).
4)對(duì)于小倒角試件,特別是直角試件,達(dá)到應(yīng)力峰值時(shí),CFRP的約束效應(yīng)很低,增強(qiáng)效應(yīng)可以忽略;進(jìn)入下降段后,CFRP的約束效應(yīng)逐漸顯現(xiàn),對(duì)增加試件的延性有顯著作用.
5)采用現(xiàn)有CFRP約束方形柱的強(qiáng)度模型對(duì)試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了對(duì)比,模型的預(yù)測(cè)結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果在rc較大的情況下存在顯著差異,有必要考慮尺寸效應(yīng)的影響,這方面的研究需要進(jìn)行進(jìn)一步的試驗(yàn)和分析.
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