FRP加固砌体柱的轴心抗压承载力研究

摘要

近年来，世界经济发达国家已经进入了以建筑更新改造为重点的阶段，逐渐把建设的重点转移到旧建筑物的维修、改造和加固方面。这些旧有建筑物中大部分为砖砌体结构，因此对砌体结构加固方式的探讨具有十分重要的意义。以往传统的砌体加固方式由于存在着施工周期长、需要的施工场地和施工空间较大、耗材、加固后的建筑物净空间有一定的减小等缺点，直接影响到建筑物的使用功能及建筑美观。随着社会进步和经济的发展，人们对建筑功能、建筑美观及舒适度等方面的要求不断提高，因此新的加固方式呼之欲出。而纤维增强复合材料(FRP)具有抗拉强度高，良好的抗腐蚀性和耐久性，自重轻，施工方便，抗疲劳等优点，逐步成为国内外工程结构加固研究的热点。但对使用FRP加固砌体结构的研究还比较少，有必要加强对FRP加固砌体结构的深入研究。
　　本文在课题组试验研究的基础上，对FRP加固砌体方柱的抗压承载力计算方法进行了研究分析，提出了FRP加固砌体柱的极限承载力计算模型，并通过对试验数据的回归分析得到了FRP加固砌体方柱侧向约束应力与有效约束区极限抗压强度的关系表达式，同时给出了FRP加固砌体方柱极限承载力的建议公式，并将计算结果与试验结果进行分析对比，结果表明，计算结果与试验结果吻合良好，可供相关研究人员参考。
　　为了从理论上进一步研究FRP加固砌体柱的力学性能，本文基于ABAQUS有限元软件建立了FRP约束砌体柱的有限元模型，并对其进行了理论分析计算，得到了FRP约束砌体柱的荷载-位移曲线和应力变形云图，进一步探讨了FRP对砌体柱的约束机理。
　　本文还对不同的加固间距、加固材料、高厚比、截面尺寸的柱体进行分析研究，通过分析得到了FRP约束砌体柱的加固间距、加固材料和高厚比以及截面尺寸对抗压承载力及变形性能的影响，提出了FRP约束砌体柱的最优加固间距，并给出了在采用FRP进行加固时对加固材料和高厚比选取方面的建议，具有非常重要的参考意义。