CFRP圆管增强方钢管混凝土柱偏压试验：承载力分析与影响因素

本文主要探讨了内置碳纤维复合材料(CFRP)圆管的方钢管混凝土中长柱在偏压试验中的性能特性。实验共进行了10根内置CFRP圆管的方钢管高强混凝土柱和4根普通方钢管高强混凝土柱的承载力测试，研究了CFRP含量、偏心距以及长细比这三个关键参数对柱子结构承载能力的影响。 首先，当长细比（柱体长度与截面尺寸的比值，反映结构稳定性的重要参数）保持不变时，实验结果显示，随着偏心距的增大，即施加的荷载不再均匀分布在柱子上，相同CFRP含量的方钢管混凝土柱承受的压力下降。这表明，偏心荷载会削弱柱子的有效承载能力。 其次，当长细比和偏心距都固定时，随着CFRP含量的增加，柱子的承载力显著提高。这是因为CFRP的增强材料可以有效分散应力，提供额外的刚度，从而增加核心混凝土的约束效应，增强了整体结构的延展性和抗破坏能力。这种核心混凝土与CFRP的协同作用对于提高结构的稳定性和耐久性至关重要。 最后，实验还发现，随着长细比的增大，即使CFRP含量和偏心距保持不变，柱子的承载力也会降低。长细比过大意味着柱子的稳定性受到更大的挑战，而CFRP的增强效果在这种情况下显得有限。 这些试验结果不仅提供了实验证据，为深入理解内置CFRP圆管在方钢管混凝土柱中的力学行为提供了宝贵数据，也为承载力公式的建立和发展奠定了基础。这对于优化设计混凝土结构，特别是在工程实践中应对复杂荷载条件下的结构安全具有重要的指导意义。