FRP筋-钢筋增强ECC-混凝土组合柱抗震性能研究
2021-08-27赵修远
工程力学 2021年8期
袁 方,赵修远
(1.广东省滨海土木工程耐久性重点实验室,深圳大学土木与交通工程学院,深圳518060;2.华东交通大学土木建筑学院,南昌330013)
我国海岸线总长度达3.2万km,沿海地区每年因工程结构钢材锈蚀导致的经济损失不可估量。FRP筋具有强度高、密度低和耐腐蚀等优点,用FRP筋代替钢筋能够避免因钢筋锈蚀引起的混凝土膨胀开裂、混凝土保护层脱落及结构承载力下降等问题[1−6]。同时,我国是一个多地震国家,2000年后不少地区的地震活动较为频繁和活跃,仅2008年汶川地震就造成数以万计的房屋倒塌,经济损失高达上千亿。因此,对FRP筋混凝土构件抗震性能的关注显得尤为必要。
高延性纤维增强水泥基复合材料(engineered cementitious composites,ECC)是具备超高韧性和多裂缝开展机制的新型建筑材料,在2%的纤维体积掺量下极限拉应变稳定地超过3%,极限拉应变下对应的平均裂缝宽度在100µm 以下,能够有效提高工程结构的安全性、耐久性和可持续性[15−18]。已有研究结果表明,在往复荷载作用下,ECC损伤容限能力很强,裂缝间纤维桥连作用能将基体连接成一个整体,始终能为筋材提供稳定的约束和有效的约束[19]。ECC高韧性特点使其能与筋材协调变形、协同工作,避免了纵筋的应力集中现象和因纵向劈裂裂缝引起的基体剥落[20]。另外,由于ECC峰值压应力下的应变能达到0.004左右(约为混凝土的2倍),构件的延性和变形能力能够得到提高[21−22]。基于上述ECC特性,不难预料,将ECC替代混凝土用于FRP筋-钢筋复合增强柱构件能够有效避免因混凝土脆性性质导致的FRP受压失稳等缺陷。……
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