FRP约束下矩形混凝土柱研究进展与挑战

矩形截面混凝土柱在FRP（纤维增强塑料）约束下的特性研究是当前土木工程领域的一个重要研究课题。作者祝军权和童谷生在华东交通大学，针对这一热门话题进行了深入探讨。FRP作为一种高性能复合材料，因其高强度、轻质、耐腐蚀和良好的耐疲劳性能，近年来在建筑结构修复和加固中显示出巨大的潜力，特别是在方形混凝土柱的应用中，因其施工便捷和建筑功能优势而受到青睐。 研究表明，相较于圆形截面混凝土柱，方形截面在约束状态下面临的力学问题更为复杂。由于纤维在核心混凝土中的环向应力分布不均匀，会导致纤维应力和应变的非线性变化，从而增加了分析和设计的难度。研究人员聚焦于FRP对矩形混凝土柱抗压性能的影响，发现FRP的约束作用能够提升混凝土的抗压强度和极限应变，使得结构表现出更强的承载能力。 当前的研究主要集中在以下几个方面： 1. FRP加固混凝土柱的力学性能：FRP的约束机制类似于箍筋，通过施加外压力，将混凝土置于三轴受压状态，增强了其强度和稳定性能。然而，混凝土的横向膨胀和FRP的环向刚度之间的平衡在方形柱中尤为重要，不同位置的约束效应差异显著，转角处的约束力更强。 2. 计算模型的发展：国内外学者已经建立了一系列的计算模型来模拟FRP约束混凝土矩形柱的行为，这些模型旨在准确预测其承载能力，但仍然面临如何考虑复杂应力分布和约束效应的挑战。 3. 现有研究的局限与展望：尽管取得了许多成果，但关于FRP约束方形混凝土柱的研究仍有待深化，特别是在考虑环境因素、长期性能和施工细节等方面。未来的研究可能将朝着更精细的理论模型、实验验证和工程应用实践相结合的方向发展。 关键词：FRP复合材料、方形混凝土柱、计算模型 矩形截面混凝土柱在FRP约束下的研究是一个既具有挑战性又充满前景的领域，随着技术的进步，其在工程中的应用将会更加广泛和深入。