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FRP环向加固木柱轴心受压性能试验研究
随着工程技术的发展，传统的木结构建筑仍然得到广泛应用。而在木结构建筑中，木柱作为承受力的重要构件，其轴心受压性能对整个建筑的稳定性和安全性具有至关重要的作用。然而，木柱由于自身的缺陷和外部环境因素的影响，在长时间使用后会出现微小的裂纹和变形，这会影响其承载能力和稳定性，从而对建筑的安全性产生一定的负面影响。
为了解决这一问题，许多研究者将纤维增强复合材料（FRP）作为一种新型的加固材料应用于木柱的加固中。FRP材料具有高强度、高模量、耐腐蚀等优良性能，可以有效地提高木柱的承载能力和稳定性，延长其使用寿命，从而保障建筑的安全性。本文将通过实验研究的方式，探究环向加固FRP对于木柱轴心受压性能的影响。
一、实验设计
1.1实验材料
本次实验所使用的材料为LVL木柱，其截面尺寸为100mm×100mm。在加固材料方面，采用环向包裹的碳纤维布进行加固。其规格为200mm×500mm，厚度为0.15mm，单层干重为162g/m2，预浸树脂。
1.2实验步骤
首先将LVL木柱进行标记，并裁剪出相应的碳纤维布进行加固。将碳纤维布沿着木柱的周向包裹，并使用环氧树脂进行粘合。在每一次加固后，需等待24小时，在室温下进行固化。
为了分析加固后木柱的轴心受压性能，本次实验共设置三组样本，分别为：
1.未加固的LVL木柱作为对照组；
2.只进行一层环向加固的LVL木柱；
3.进行两层环向加固的LVL木柱。
每组样本均设置5个试件进行测试，采用万能试验机对其轴向压缩进行测试。实验采用动态加载，压缩速率为2mm/min，压缩荷载与位移在试验过程中进行实时记录。
二、实验结果
2.1加固效果的分析
通过研究实验结果可以发现，对于进行环向加固的木柱，在承受压力时，其变形量明显小于未加固的木柱，这说明FRP的加固效果比较明显，有明显的加固效果。
其中，一层加固与两层加固的变形量之间存在一定的差异。在进行一层加固的试验中，其变形量略大于两层加固的试验结果。这主要是因为一层加固时，碳纤维布与木柱之间的粘合面积较小，每层布的承载能力较大，在承受压力时产生的挤压变形较大。而两层加固的效果则更为均匀，其变形量相比一层加固相对较小。因此，在进行实际应用时，需根据木柱的具体情况进行加固层数的选择。
2.2承载能力的分析
从实验结果可以看出，未加固的LVL木柱的承载能力较低，在达到承载极限时，出现了短时挤压破坏。而经过环向加固后的木柱，其承载能力有了明显的提高，同时破坏形态也发生了变化。
在进行一层加固的试验中，其承载能力比未加固的LVL木柱提高了36.5%，而在进行两层加固的试验中，其承载能力比未加固的LVL木柱提高了52.6%。加固后的木柱在达到承载极限时，主要是由于碳纤维布与基材之间的粘结强度强，使得木柱的整体结构变得更加坚固，从而更加稳定地承受外界压力。
三、结论
通过对木柱加固实验的研究，可以看出环向加固FRP对于木柱轴心受压性能的影响较为明显。经过加固后的木柱，在承受压力时其变形量明显小于未加固的木柱，承载能力也有了明显的提高。同时，在进行实际应用时，需根据木柱的具体情况进行加固层数的选择，才能发挥出最好的加固效果。加固技术的应用大大提高了建筑结构的可靠性和稳定性，为木结构建筑的发展提供了新的方向和动力。