轴向压缩下预应力碳纤维增强复合材料约束混凝土圆柱中CFRP应变的动态演变规律

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在轴向荷载作用下，预应力碳纤维增强复合材料（CFRP）约束混凝土圆柱中CFRP的应变随竖向荷载增加而变化。为研究预应力CFRP约束混凝土圆柱中CFRP应变的动态演变规律，本研究设计了12根柱体试件，考虑CFRP层数、预应力水平、单侧与对称张拉等变量因素，通过轴向压缩试验分析CFRP应变行为。试验结果表明：加载前，CFRP应变从锚固端附近向远端逐渐减小；轴向压缩时，应变演变从远端向近端递进，经历从不均匀向均匀应变的过渡，将不均匀的约束压力转化为沿柱高均匀分布的压力。增加CFRP厚度（层数）可延长初始预应力的有效作用时间，推迟临界过渡点；提高预应力水平使各位置应变变化更加平缓，延长初始预应力的有效持续时间；四层CFRP时整体变化最平缓。对称张拉相比单侧张拉产生更均匀的初始应变分布，缩短从不均匀向均匀应变的过渡时间。基于试验结果，修正了预应力CFRP增强混凝土圆柱的约束压力应力计算公式，并提出了轴向荷载作用下约束压力应力的新计算公式。所建立的计算模型与试验数据吻合度高，为轴向压缩下预应力CFRP约束混凝土圆柱的分析与建模提供了可靠依据。

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