碳纤维编织网与聚丙烯纤维水泥基复合材料加固混凝土短圆柱的轴压试验及承载力计算

通过对14个基于碳纤维编织网与聚丙烯纤维水泥基复合材料加固混凝土短圆柱的轴压性能试验,得到各试件的极限承载力和破坏形态,给出了各试件平均压应力-混凝土应变曲线、平均压应力-碳纤维编织网应变曲线及各试件极限承载力柱状图,分析了加固层水泥基复合材料中聚丙烯纤维含量、碳纤维编织网包裹层数及网格大小等参数对试件轴压性能及破坏机理的影响。试验结果表明:采用碳纤维编织网与聚丙烯纤维水泥基复合材料加固混凝土短圆柱可明显提高其极限承载力;试件主要破坏形态为纵向压劈破坏,脆性破坏特征明显;在小掺量情况下,加固层中聚丙烯纤维含量(质量比为0.05%,0.15%,0.25%)的改变对试件承载力的影响不明显;在一定范围内试件承载力随碳纤维编织网包裹层数的增加而提高;相比于边长为2 cm的方网格碳纤维编织网,边长为1 cm的方网格碳纤维编织网对试件承载力的提高效果更好。在引入4个合理的基本假定和2个强度模型的基础上,提出碳纤维编织网与聚丙烯纤维水泥基复合材料加固混凝土短圆柱的轴压承载力计算方法。采用该计算方法及相关文献的计算方法得到的理论计算值与试验结果进行比较,表明:采用所建议计算方法得到的理论计算值与试验结果吻合较好,且理论计算值均小于试验值,说明该计算方法具有一定安全储备。