李景哲,王静峰,2,沈奇罕,盛鸣宇

(1.合肥工业大学 土木与水利工程学院,安徽 合肥 230009;2.安徽先进钢结构技术与产业化协同创新中心,安徽 合肥 230009)

钢管混凝土结构具有协同工作能力强,承载力高、塑性与韧性好、抗震性能优越、施工方便及经济效益好等显著优势,在实践工程中应用广泛[1]。然而在实际工程中,混凝土生产不规范、施工振捣不密实、截面轴向受压不均匀以及温度变形等因素都可能引起钢管混凝土脱空现象,进而导致承载力不足或损失等后果[2],因此,近年来钢管混凝土的脱空缺陷问题逐渐受到关注。对于脱空缺陷引起的负面影响,可以采用内置法兰盘、剪力钉以及纵向加劲肋[3]和二次灌浆法[4]等方法进行加固补强。但以上方法也伴随着种种弊端,如其忽略构件整体优势、不考虑钢管套箍作用、补强效果不明显以及操作困难等。

相对而言,碳纤维增强复合材料(carbon fiber reinforced polymer,CFRP)由于具有质量轻、强度高、施工便捷、耐腐蚀性强及经济性好等优势而被广泛应用于土木工程中。相比于玻璃纤维复合材料和芳纶纤维复合材料的加固效果,CFRP是一种综合性能较为理想的复合加固材料,因而作为结构加固材料被广泛应用于实际工程中[5]。目前对于CFRP包裹无脱空缺陷钢管混凝土(concrete filled steel tube,CFST)构件受力性能的研究较为系统[6-7],结果表明,采用CFRP包裹CFST构件可以有效提高其承载力;然而,关于CFRP包裹带脱空缺陷CFST构件受力性能的研究较少。

为了研究CFRP包裹带脱空缺陷圆CFST短柱的相关受力性能,本文通过ABAQUS软件建立偏压下CFRP包裹带均匀脱空和球冠形脱空的圆CFST短柱的数值分析模型。……