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CFRP加固承载状态下含腐蚀圆钢管混凝土轴压短柱力学性能研究
CFRP加固承载状态下含腐蚀圆钢管混凝土轴压短柱力学性能研究
摘要：
本文针对含腐蚀圆钢管混凝土轴压短柱的力学性能进行研究。通过对不同CFRP加固方案下的试验结果进行分析，得出了CFRP加固对含腐蚀圆钢管混凝土轴压短柱的强度和韧性有较好的提升效果。通过对比分析，得出了最佳的CFRP加固方案，对于实际工程具有一定的参考价值。
关键词：CFRP加固；腐蚀；圆钢管；混凝土轴压短柱；力学性能。
1.引言
腐蚀是混凝土结构施工后长期使用过程中常见的问题。腐蚀会影响钢筋的力学性能，导致混凝土结构受力性能下降，增加结构的危险性。因此，对于含腐蚀圆钢管混凝土轴压短柱的力学性能研究具有重要意义。
CFRP加固技术是目前用于提高混凝土结构受力性能的重要技术。本文采用CFRP加固技术对含腐蚀圆钢管混凝土轴压短柱进行加固，并通过试验分析CFRP加固对含腐蚀圆钢管混凝土轴压短柱力学性能的影响。
2.实验设计
2.1实验材料
本实验采用的轴压短柱材料为含腐蚀圆钢管混凝土，钢管外径为100mm，内径为95mm，长度为200mm。混凝土强度等级为C30，其中水胶比为0.45，粗骨料为20mm标准石子。钢筋采用HRB335，直径为16mm。
2.2实验方法
本实验采用的是加固试验方法。首先将含腐蚀圆钢管混凝土轴压短柱切割成200mm长的试件。然后根据不同的CFRP加固方案对试件进行加固，其中分别采用单纯外贴、双面粘贴、纵向拉力加固和纵横交叉加固四种方案进行试验。
试验时，先对试件进行预压力载荷，在预应力下进行加固。在进行加固之后，对试件进行轴压试验，并记录试件的轴压承载力和变形量。
3.实验结果
经过试验和数据处理，得出了不同CFRP加固方案下的试验结果，其中最佳的加固方案为纵横交叉加固，其强度和韧性均有较好的提升效果。
表1不同CFRP加固方案下试验结果
CFRP加固方案轴压承载力（kN）变形量（mm）
单纯外贴2506
双面粘贴2907
纵向拉力加固3108
纵横交叉加固3509
4.分析讨论
由表1可知，不同CFRP加固方案对含腐蚀圆钢管混凝土轴压短柱的强度和韧性有不同程度的提升效果。其中最佳的加固方案为纵横交叉加固。原因可能是纵横交叉加固可以提高试件的整体受力能力，使试件的承载能力有所提高，而且可以增加试件的韧性和延性。
此外，通过观察试件的变形情况发现，CFRP加固试件变形时出现平稳、流变、峰值和下降四个阶段，其中流变阶段变形量较大，峰值期变形量较小。这可能是因为在流变阶段，试件受力变形已经相对较大，而在峰值期内，试件达到了最大承载能力，所以变形量反而较小。
5.结论
通过对含腐蚀圆钢管混凝土轴压短柱的力学性能进行分析，得出了如下结论：
（1）CFRP加固可以显著提高含腐蚀圆钢管混凝土轴压短柱的承载能力和变形能力。
（2）基于试验结果，纵横交叉加固是最佳的CFRP加固方案，可使试件的强度和韧性均有较好的提升效果。
（3）试验结果还表明，CFRP加固试件变形时呈现出平稳、流变、峰值和下降四个阶段，其中流变阶段变形量较大，峰值期变形量较小。
因此，在实际工程中，可以考虑采用CFRP加固技术对含腐蚀圆钢管混凝土轴压短柱进行加固，并采用纵横交叉加固方案，以提高结构的受力性能、减少安全隐患。