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肢长比对CFRP布加固钢筋混凝土L形柱力学性能的影响

更新时间:2009-03-28

近年来,由于钢筋混凝土异形柱结构体系的广泛应用,对于钢筋混凝土异形柱结构体系的探索与研究[1-5]成为一项重要课题。钢筋混凝土异形截面柱可能面临施工后混凝土浇筑强度低,设计荷载与实际应用荷载不符合等情况,因此采用合理的加固方式尤为必要。碳纤维布作为一种相对成熟的加固材料,对异形柱的加固具有重要意义。目前的发展趋势还主要是碳纤维材料加固传统而且常规的混凝土构件[6-9],并且在加固领域具有较为明显的效果。目前,关于碳纤维布加固钢筋混凝土异形截面柱的相关研究较为匮乏,崔熙光等[10]得出了L形截面柱加固的承载力计算公式,分析碳纤维粘贴量和配筋率对其抗压弯承载力的影响。构件截面几何参数作为影响其力学性能最主要的因素,其对该组合柱的力学性能影响研究基本没有。本文基于ABAQUS有限元分析的结果,分析肢长比对CFRP布加固钢筋混凝土L形截面柱的影响规律,为工程实际应用以及后续学者的研究提供科学依据。

1 有限元模型的验证及试件设计

1.1 有限元模型的建立

1.1.1 本构关系模型

CFRP布的本构模型是达到材料的极限拉应变εf前假定该种材料为理想的纯弹性体,当达到CFRP布的极限拉应变εf时,材料发生断裂失去承载能力。为了简化计算的需要,钢材采用理想弹-塑性本构模型,混凝土采用混凝土损伤塑性模型。

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1.1.2 属性定义

定义混凝土、钢筋、CFRP布以及端头的本构关系、密度、泊松比、弹塑性等力学参数,其中混凝土塑性损模型相关数据如表1所示。

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参考文献:

对钢筋混凝土异形柱以及CFRP布进行网格划分,其中设置全局单元尺寸为0.02。刚性端头只是作为一个辅助加载而设计的一个部件,并非主要研究对象,因此其中设置全局单元尺寸为1,可采用六面体单元,因其具有良好的收敛性,故被广泛地应用。钢筋笼进行相应的网格划分后,通过指派单元类型工具将钢筋笼指派为T3D2三维桁架单元,因桁架单元可以有效地反映拉、压杆件的受力情况,故常见的杆件类均选择三维空间桁架单元。混凝土和刚性端头采用C3D8R单元,即实体三维八结点线性六面体单元。异形柱各个部件的网格划分见图1。

作为主要的加固材料的CFRP布,其截面属性定义为膜,混凝土柱以及异形柱顶部端头的截面属性设定为均质材料,钢筋的截面属性设定为桁架,设定后把各个截面属性指派给绘制的部件,进而结束部件的绘制以及截面属性的指派。

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表1 混凝土塑性损伤模型参数表Tab.1 Plastic damage parameters of concrete

  

膨胀角 偏心率 fb0 /fc0 K 粘性参数30 0.1 1.16 0.667 0.000 5

  

图1 异形柱网格划分Fig.1 column grid

1.1.4 荷载的定义和边界条件

为了得到CFRP布加固钢筋混凝土异形截面柱的承载力全曲线,主要采用位移加载方式,从而获得加固前后异形柱的荷载-挠度曲线。在荷载模块中定义钢筋混凝土异形柱底端的边界条件,然后通过施加位移荷载,完成对混凝土柱的加载。位移荷载施加在混凝土端头的参考点处。同时约束混凝土柱底面的六个自由度,使混凝土柱完全固定,保证模型的正常计算。

白天和夜间降水量对比(图3b)来看,白天降水明显多于夜间,主要是因为午后降水较多,以及17:00点最大降水出现在白天段(08—20时)。降水随海拔变化,无论白天还是夜间,都呈现出“先增多,后减少”的变化趋势,中间3个海拔的降水量明显多于山顶和山脚,尤其是640 m高度降水量最为明显。

1.2 模型验证

CFRP布加固钢筋混凝土L形柱的有限元模型相关参数与文献[10]试验设计的参数一致。分别绘制钢筋混凝土异形截面柱Z1和Z2的荷载-挠度曲线,将模拟曲线与参考文献中的曲线进行相应的对比分析见图2。

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图2 荷载-挠度曲线对比图Fig.2 Load-deflection curve contrast diagram

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由表2可知,Z1的试验试件承载力与模拟试件承载力的误差为12.6%;Z2的试验试件承载力与模拟试件承载力的误差为8.7%。由此可以看出,未加固的钢筋混凝土L形柱Z1与采用CFRP布加固后的L形柱Z2,两个柱的有限元模拟结果和试验结果极限承载力的误差值介于10%左右,说明本文所建立的有限元模型具有较高的准确性。

 

表2 试件承载力Tab.2 Bearing capacity of specimens

  

试件编号模拟试件承载力/kN试验试件承载力/kN试验与模拟数值误差百分比/%Z1 190 174 12.6 Z2 230 210 8.7

1.3 试件设计参数

根据《混凝土异形柱结构技术规程》规定,异形柱全部纵向受力钢筋的配筋率,非抗震设计时不应大于4%;抗震设计时不应大于3%,故取1.7%,纵向受力钢筋根数为20根。并且按照相关规定,异形柱的肢厚取值范围为200 mm~300 mm,模拟构件肢厚取值为300 mm。本文异形柱的柱高皆取3 300 mm,混凝土强度等级为C30,钢筋材料为HRB335。加固CFRP布厚度为0.167 mm,具体参数如表3。所有加固柱均采用双层加固。

图3中第一个峰为气体产物CO2,其相对含量最高(64.97%),CO2主要是由于羧酸类物质中羧基的断裂以及醛酸等物质的一次裂解产生。其后出现的色谱峰峰形较为复杂,主要为各种异构体。

肢长比是指异形柱各个柱肢的比值,对于等肢异形柱而言,其肢长比为1。L形截面柱的柱肢总长度为1 800 mm,近荷载处的柱肢长度分别为900、1 050以及1 200 mm,其肢长比分别1、1.4、2。具体截面形式如图3所示。

由上文荷载位移曲线可以看出,不同肢长比对CFRP布加固钢筋混凝土异形柱的极限承载能力有很大影响,故提取出有限元模型中该试件的极限承载力,具体如表5及图5所示。

本文所设计的试件长细比均小于17.5,因此可以近似忽略重力二阶效应对异形柱试件的力学性能相关影响。所需模拟试件的具体参数如表4所示。

2 有限元结果分析

2.1 不同肢长比作用下构件的荷载-挠度曲线分析

2)在其他参数不变的情况下,随着肢长比的增大,极限承载力下降。

  

图3 L形截面柱及加载图Fig.3 L-shaped section column and loading diagram

 

表3 CFRP布参数Tab.3 The parameter of CFRP cloth

  

材料名称 理论厚度/mm弹性模量/(N·mm-2)面密度/(g·mm-2) 泊松比CFRP 0.167 2.4×105 300 0.17

 

表4 试件设计参数Tab.4 Design parameters of specimens

  

试件编号混凝土等级 配筋率 肢长比CFRP布粘贴层数偏心距LXZ-1 C30 0.017 1 0 3 000 LXZ-2 C30 0.017 1 2 3 000 LXZ-3 C30 0.017 1.4 0 3 000 LXZ-4 C30 0.017 1.4 2 3 000 LXZ-5 C30 0.017 2 0 3 000 LXZ-6 C30 0.017 2 2 3 000

钢筋混凝异形截面柱在使用CFRP布加固后,荷载挠度曲线总体规律基本一致,在加载的初期阶段,图4中的两条荷载-挠度曲线基本重合且这些曲线的切线斜率相对较大,说明构件整体处于一个弹性受力阶段。荷载的继续增大,图4(a)、(b)中的两条荷载-挠度曲线不再重合,但它们切线的斜率却都在逐渐变小,由于本文设计的异形柱为短柱,发生剪切破坏,因此荷载-挠度曲线没有明显的下降段,故认为柱子达到极限承载力后,该构件破坏。

经现象分析得出:在加载的初期,柱受到的荷载较小,核心混凝土发生的纵向变形较小且未开裂,CFRP布的约束作用还没完全发挥。在这个阶段主要是核心混凝土承受荷载,所以呈现出图4中两条荷载—位移曲线重合的情况;随着荷载继续增加,受拉侧混凝土开裂,受拉区CFRP布的工作效果越来越明显,就呈现出加固与未加固柱承载力的差值越来越大;且肢长比越大,混凝土开裂荷载越小,因此CFRP布受力越早,其加固效果也越好。

由图2可知,模拟试件的曲线与参考文献中的曲线大体趋势相一致,变化规律吻合良好。但是曲线并不完全一致,根据需要提取了各个试件的极限承载力进行了对比分析,具体数值如表2所示。

2.2 不同肢长比作用下构件的承载力分析

  

图4 荷载-挠度曲线Fig.4 Load-deflection curve

[18][19]罗莎莉:《儒学与女性》,丁佳伟、曹秀娟译,南京:江苏人民出版社,2015年,第6、173-181页。

从表5及图5可以得出:在其他参数不变的情况下,随着肢长比的增大,极限承载力下降。黏贴CFRP布极限承载力会提高,肢长比是1时,加固后的试件,构件极限承载能力提高19%;在肢长比是1.4时,加固后的试件,构件极限承载能力提高22%;在肢长比是2时,加固后的试件,构件极限承载能力提高24%。

经分析得出:在控制偏心距不变的情况下,随着肢长比的增大,异形柱截面中和轴向受压区移动,使得受拉区钢筋混凝土纵向受拉钢筋所占比例较原来有所减少,故极限承载力逐渐减小。但此时其受拉区CFRP布、钢筋更加充分的发挥抗拉特性,其承载力提高的幅度也较为明显。因此,CFRP布对肢长比较大的钢筋混凝土异形柱加固效果较为明显。

3 结论

1)在加载的初期,柱受到的荷载较小,核心区混凝土发生的纵向变形较小且未开裂,CFRP布的约束作用还没完全发挥。随着荷载继续增加,受拉侧混凝土开裂,受拉区CFRP布的工作效果越来越明显,于是就呈现出加固与未加固柱承载力的差值越来越大。

  

图5 极限荷载-肢长比Fig.5 Ultimate load - limb length ratio

 

表5 各个构件的承载力Tab.5 The bearing capacity of each component

  

试件编号 混凝土等级 配筋率 肢长比 CFRP布粘 极限承载力提高幅度LXZ-1 C30 0.017 1 0 3 000 495 -LXZ-2 C30 0.017 1 2 3 000 590 0.19 LXZ-3 C30 0.017 1.4 0 3 000 317 -LXZ-4 C30 0.017 1.4 2 3 000 388 0.22 LXZ-5 C30 0.017 2 0 3 000 225 -LXZ-6 C30 0.017 2 2 3 000 278 0.24贴层数偏心距极限承载力/kN

为了研究不同肢长比作用下钢筋混凝异形截面柱加固前后构件挠度的影响,绘制荷载-挠度曲线如图4所示。

3)黏贴CFRP布能提高构件极限承载能力,当肢长比分别为1、1.4和2时,极限承载力分别提高19%、 22%和24%。

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4)肢长比越大,受拉区CFRP布、钢筋的抗拉特性发挥的越充分,CFRP布对承载力提高的幅度越大,所以CFRP布对肢长比较大的钢筋混凝土L形柱的加固效果较为明显。

1.1.3 网格划分

[1]RONG Bin,FENG Changxi,ZHANG Ruoyu,et al.Compression-bending performance of L-shaped column composed of concrete filled square steel tubes under eccentric compression[J].International Journal of Steel Structures,2017,17(1):325-337.

[2]刘广斌.钢筋混凝土异形柱抗震性能分析[D]. 重庆:重庆交通大学,2013.

[3]郝 彬.十字形截面方钢管混凝土组合异形柱压弯性能研究及可靠度和优化分析[D].乌鲁木齐:新疆大学,2014.

[4]刘红飞.钢筋混凝土异形柱框架结构抗震性能分析[D].邯郸:河北工程大学,2016.

[5]施柏楠,张新培.混凝土异形柱抗剪承载力可靠度分析及公式调整[J].土木工程学报,2017,50(2):18-25.

[6] DWI Agus Setiawan Wardaya,HANDOKO Sugiharto,PAMUDA Pudjisuryadi. Compressive Strength of Post Fire Exposed Concrete Column Wrapped with Fiber Reinforced Polymer[J]. Civil Engineering Dimension,2017,19(2):105-110.

[7] OMAR Ahmed Farghal,HESHAM Mohamed Ahmed Diab. Prediction of axial compressive strength of reinforced concrete circular short columns confined with carbon fiber reinforced polymer wrapping sheets[J]. Journal of Reinforced Plastics and Composites,2013,32(19):1406-1418.

[8] ISSA Moshen A,ALROUSAN Rajai Z,ISSA Moussa A. Experimental and Parametric Study of Circular Short Columns Confined with CFRP Composites [J]. Journal of Composites for Construction,2009,13(2):135-147.

[9]曹怀超.碳纤维布及组合加固改善高强混凝土方柱延性研究[D].大连:大连理工大学,2013.

[10]崔熙光,万广宇,田 虹.CFRP加固钢筋混凝土腹板受拉L形柱的试验研究[J].沈阳建筑大学学报:自然科学版,2008,24(3):402-406.

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张云峰,梅宝瑞,邬亚滨
《河北工程大学学报(自然科学版)》2018年第01期文献

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