关于使用膨胀自密实混凝土的FRP-钢约束混凝土管柱的轴压性能研究
Qi Cao, A.M.ASCE1; Jinju Tao2; Zhimin Wu3; and Zhongguo John Ma, F.ASCE4
摘要: 我们一共制造了32根纤维增强复合材料(FRP)约束的混凝土柱，并测试了它们的轴向抗压情况，其中包括8根FRP约束实心柱，4根FRP约束钢管混凝土柱(CCFT)和20根覆盖了FRP、混凝土两层约束的钢管柱(DSTC)。测试的主要参数包括FPR层数、钢管直径、膨胀剂的存在与否，钢管混凝土填充。由于膨胀剂的作用，在使用“膨胀性自密实混凝土(ESCC)”的所有试件中都检测到了混凝土中的预应力。对于FCSC和CCFT，ESCC样品的标准截距、变形、极限载荷均高于自密实混凝土（SCC）的样本。当用混凝土填充内钢管时，与SCC试样相比，ESCC试样仅改善了标准化极限载荷。然而，膨胀剂并不能提高空心DSTC材料的轴向性能。FRP层的层数对ESCC、FCSC试件的标准截距、变形和极限载荷有积极的影响。此外，空心DSTC的试验结果表明，标准极限荷载随钢管直径的增加而减少。一个现有的，曾用来预测FCSC抗压强度和极限轴向应变的模型，也能很好地得出这个结论。 DOI: 10.1061/(ASCE)CC.1943-5614.0000818. copy; 2017 美国土木工程协会.
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关键词: 纤维增强复合材料 (FRP); 预应力; 柱; 膨胀性自密实混凝土 (ESCC); 钢管
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引言
混凝土的横向约束可显著提高其强度和延展性(出自Ozbakkaloglu等人，2013)。纤维增强复合材料(FRP)的强度质量比值高还具有优良的抗腐蚀性能，是一种约束混凝土的理 想材料。近二十多年来，FPR约束混凝土一直受到世界各国的广泛关注. 这些研究(Mirmiran, Shahawy 1997; Xiao, Wu 2000; Rochette, Labossiere 2000; Valdmanis et al. 2007; Dai et al. 2011; Yu et al. 2014; Ozbakkaloglu, Vincent 2014; Campione et al. 2015; Deng, Qu 2015)论证了FRP约束在提高混凝土抗压强度和轴向变形方面的有效性。
Teng提出了一种新型的FRP-混凝土-钢双面层管柱， 这种新材料由钢管和外面的FRP管组成，两者中间填充混凝土。Teng带领的研究小组对此进行了一系列的试验。 (Yu et al. 2006; Teng et al. 2007b; Wong et al. 2008; Yu et al. 2010, 2012; Yu, Teng 2013)所有这些研究，证实了这种新结构中两个管有效地约束了混凝土，并发现，这种混合结构承受弯曲载荷时，其反应具有一定延性。此外，如Ozbakkaogu带领的团队发布了一系列关于用高强混凝土代替普通强度混凝土的研究(Fanggi, Ozbakkalogu 2013; Ozbakkaloglu, Idris 2014; Ozbakkaloglu, Fanggi 2014; Albitar et al. 2015; Idris, Ozbakkalogu 2015)。 Han等人(2010)和Wang 等人( 2015)的研究指出这种混合结构单元在侧向冲击作用下表现出较好的耗能能力和延展性。
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