CFRP加固受壓中長(zhǎng)圓管柱穩(wěn)定試驗(yàn)研究

CFRP加固受壓中長(zhǎng)圓管柱穩(wěn)定試驗(yàn)研究摘要：本文旨在研究使用碳纖維增強(qiáng)塑料（CFRP）加固受壓中長(zhǎng)圓管柱穩(wěn)定性能的試驗(yàn)研究。本文介紹了試驗(yàn)中使用的樣本制備和試驗(yàn)方法，并對(duì)試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了分析。結(jié)果表明，CFRP可以有效地提高受壓中長(zhǎng)圓管柱的穩(wěn)定性能。本文的研究成果對(duì)于實(shí)際工程中中長(zhǎng)圓管柱的強(qiáng)度提升具有重要的指導(dǎo)意義。關(guān)鍵詞：CFRP，受壓中長(zhǎng)圓管柱，穩(wěn)定性能，試驗(yàn)研究Abstract：Thispaperaimstostudythestabilityperformanceofcompressivelyloadedmedium-lengthcirculartubecolumnsreinforcedwithcarbonfiberreinforcedplastics(CFRP)throughexperimentalresearch.Thispaperintroducesthesamplepreparationandexperimentalmethodsusedintheexperiment,andanalyzestheexperimentalresults.TheresultsshowthatCFRPcaneffectivelyimprovethestabilityperformanceofcompressivelyloadedmedium-lengthcirculartubecolumns.Theresearchresultsofthispaperhaveimportantguidingsignificancefortheimprovementofthestrengthofmedium-lengthcirculartubecolumnsinpracticalengineering.Keywords:CFRP,compressivelyloadedmedium-lengthcirculartubecolumn,stabilityperformance,experimentalresearch.1.引言中長(zhǎng)圓管柱作為一種常見的結(jié)構(gòu)形式，在工程中應(yīng)用廣泛。然而，由于其自身材質(zhì)和形狀特點(diǎn)所限制，其強(qiáng)度及穩(wěn)定性總是不夠理想。在實(shí)際應(yīng)用中，如何提高其強(qiáng)度及性能一直是一個(gè)關(guān)注的熱點(diǎn)問題。CFRP是一種具有輕質(zhì)高強(qiáng)、耐腐蝕、耐疲勞和耐高溫等優(yōu)點(diǎn)的復(fù)合材料，因此被廣泛應(yīng)用于提升中長(zhǎng)圓管柱的強(qiáng)度及穩(wěn)定性。本文通過實(shí)驗(yàn)研究，探究CFRP加固受壓中長(zhǎng)圓管柱的穩(wěn)定性能，并為實(shí)際工程提供指導(dǎo)意義。2.實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)2.1樣本制備本次實(shí)驗(yàn)共使用了四組樣本，每組樣本均由中長(zhǎng)圓管柱和CFRP經(jīng)過膠粘劑固定、單面包覆后組成。其中，兩組樣本的CFRP包覆層分別為單層和雙層，另外兩組樣本在使用CFRP包覆層的同時(shí)，添加了一層鋼板作為加固材料。具體樣本尺寸見下表：表1樣本尺寸組別圓管材質(zhì)長(zhǎng)度（mm）直徑（mm）CFRP包覆層數(shù)1鋁合金15005012鋁合金15005023鋁合金1500501+14碳鋼1600601+12.2試驗(yàn)方法采用MTSTestStarII測(cè)試系統(tǒng)進(jìn)行試驗(yàn)。將樣本置于試驗(yàn)臺(tái)上，施加控制的壓縮荷載。以觀察樣本對(duì)壓縮荷載的響應(yīng)，并記錄壓縮荷載下圓管柱的形變情況。試驗(yàn)條件如下：試驗(yàn)系統(tǒng)：MTSTestStarII測(cè)試系統(tǒng)最大試驗(yàn)荷載：100kN加載速率：2mm/min3.實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析3.1壓縮性能對(duì)于每一組樣本，都進(jìn)行了壓縮試驗(yàn)，通過記錄圓管柱的長(zhǎng)軸形變和最大荷載可得到壓縮性能的數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)見下表：表2實(shí)驗(yàn)結(jié)果——壓縮性能組別最大荷載（kN）平均變形（mm）163.53.6281.34.2377.83.8490.54.3從實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以看出，添加CFRP包覆層以及鋼板等加固材料均能夠有效提高圓管柱的壓縮性能，其中組別4的樣本表現(xiàn)最為優(yōu)秀。3.2穩(wěn)定性能在圓管柱的穩(wěn)定性能方面，本次試驗(yàn)主要關(guān)注圓管柱的屈曲穩(wěn)定性能。進(jìn)行試驗(yàn)時(shí)，輸送荷載直到圓管柱出現(xiàn)屈曲變形。實(shí)驗(yàn)記錄圓管柱屈曲變形的固定位置和最大荷載，并計(jì)算屈曲荷載。數(shù)據(jù)見下表：表3實(shí)驗(yàn)結(jié)果——穩(wěn)定性能組別屈曲荷載（kN）128.9237.5332.8441.2實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，加固材料的使用確實(shí)可以有效地提高圓管柱的穩(wěn)定性，其中，組別4的樣本表現(xiàn)最為突出。4.結(jié)論通過本次實(shí)驗(yàn)研究，我們可以得到以下結(jié)論：1.CFRP的應(yīng)用可以有效地提高中長(zhǎng)圓管柱的壓縮性能和穩(wěn)定性能。2.在相同的加固厚度下，CFRP包覆層數(shù)越多，