CFRP加固圆形钢管抗压承载力研究

以碳纤维增强复合材料(CFRP)加固长圆形钢管轴心受压试验结果为基础,分析了CFRP在加载过程中的力学行为并提出了CFRP的破坏与加固机理。考虑初偏心、材料和几何非线性的影响,建立了一个预测承载力、轴向和横向位移的纤维模型,分析了CFRP的有效抗压弹性模量与CFRP层数的变化关系。将有效抗压弹性模量应用于有限元模型中进行加载试验模拟,验证简化纤维模型的合理性。结果表明:在达到极限承载力之前,圆形钢管轴心受压构件中部全截面均表现为压应变,验证了提出的加固机理; 随着CFRP层数的增加,CFRP的有效抗压弹性模量按自然对数增长; 有效抗压弹性模量的引入较好地模拟了CFRP加固钢管的受压机理,并且纤维模型计算结果与有限元模型计算结果吻合良好; 随着加载偏心距增大,CFRP对长轴压构件承载力的贡献率逐渐降低,因此对于此类加固构件的使用应该尽量减小加载偏心距,以充分利用CFRP的抗压强度。