FRP钢管再生混凝土长柱的轴压力学性能测试方法技术

本发明专利技术公开了FRP钢管再生混凝土长柱的轴压力学性能测试方法，包括以下步骤：试验的基本材料准备；加载设备和试验过程；试验过程；数据采集。本发明专利技术的方法，通过设定参数，粗骨料的取代率，FRP的包裹层数，FRP的包裹方式，长细比这四个参数对FRP钢管再生混凝土长柱进行测试，荷载—位移曲线的精确结果，解决了FRP钢管再生混凝土受力分析研究难题的问题。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及FRP钢管再生混凝土，具体涉及FRP钢管再生混凝土长柱的轴压力学性能测试方法。
技术介绍
目前，FRP钢管再生混凝土是在钢管内填充再生混凝土,外部缠绕FRP片材而形成的组合结构,其工作机理是利用外部套管(筒)的紧箍作用使核心的再生混凝土处于三向受压状态,以提高其轴向承载能力。在轴压过程中，荷载初期由于再生混凝土的弹性模量小于钢管的弹性模量，钢管和核心的再生混凝土共同承受荷载，不发生相互的挤压，随着荷载的继续增大核心的再生混凝土开始产生微裂缝，核心的再生混凝土对钢管产生挤压，钢管有承受单独的轴压开始专变为轴向压力应和径向压应力共同作用，荷载继续增大，钢管的环向应变继续增大，外围的FRP开始对钢管产生环向的拉应力，此时钢管处于轴向压应力、径向压应力，环向拉应力的三轴受力形态，再生混凝土也处于三向受力的形态，FRP不考虑其产生轴向受压，只产生环向的受拉状态，而FRP钢管再生混凝土结构是由FRP、钢、再生混凝土三种非均匀、非线性的材料组成,使其受力分析成了研究难题。
技术实现思路
本专利技术针对上述问题，提供了FRP钢管再生混凝土长柱的轴压力学性能测试方法。本专利技术采用的技术方案是：FRP钢管再生混凝土长柱的轴压力学性能测试方法，包括以下步骤：S1，试验的基本材料包括：FRP加固材料、环氧树脂AB胶、无缝钢管、废弃的混凝土、PC普通硅酸盐水泥、砂、水、混凝土试块制作的钢模，以及在试件加工时的辅助工具；通过设定参数，粗骨料的取代率，FRP的包裹层数，FRP的包裹方式；S2，加载设备和试验过程，试验采用300吨微机控制电液伺服压力机进行加载,所有试件均为轴心受压；压力机实现软件控制系统与计算机技术的结合,试验时能采用力控制、位移控制、以及力-位移混合控制的方式进行加载；S3，试验过程：试验过程分为预压对中和加压两个过程；所有试件在加载前都进行对中,压力机底板有一个几何中心圆,进行预压对中时,将试件放入这个圆内；并对引线进行编号；加载过程中,采集仪上钢管四个纵向应变片的数值变化,如果四个应变片数值接近且在荷载达到极限荷载的10％时还是相差不大,则认为试件是轴心受压；S4，采集的数据为：钢管表面的纵向应变、横向应变数据；FRP表面的环向应变数据；FRP钢管再生混凝土的轴压荷载与位移数据。本专利技术的优点：本专利技术的方法，通过设定参数，粗骨料的取代率，FRP的包裹层数，FRP的包裹方式，长细比这四个参数对FRP钢管再生混凝土长柱进行测试，荷载—位移曲线的精确结果，解决了FRP钢管再生混凝土受力分析研究难题的问题。本专利技术是通过与工程直接相关的受力构件设定参数，这样更能直接的得出科学的数据，运用指导实践活动；本专利技术方法中的FRP钢管再生混凝土长柱利用高强度的FRP新型材料不仅可以改变钢材的耐火性差，易腐蚀的特点外还可以对构件的极限承载力有一定的提高，改变构件的延性，使构件的承载力更加提高。除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本专利技术还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本专利技术作进一步详细的说明。附图说明构成本申请的一部分的附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。图1是本专利技术的FRP钢管再生混凝土长柱的轴压力学性能测试方法流程图；图2是FRP层在钢管外部的间隔包裹的结构示意图；图3是FRP层在钢管外部的连续包裹的结构示意图。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。一种FRP钢管再生混凝土长柱，包括FRP层、无缝钢管、天然的卵石或碎石、再生混凝土、PC普通硅酸盐水泥、粗砂、水；其中的PC普通硅酸盐水泥、粗砂、水的比例为500:479:190；其中的天然的卵石或碎石、再生混凝土含量分别为：1231、0；或615.5、615.5；所述混凝土设置在钢管内部；所述FRP材料为1-3层包裹在钢管外部；FRP层在钢管外部的包裹方式为间隔包裹或连续包裹。所述天然的卵石或碎石、再生混凝土、PC普通硅酸盐水泥、粗砂、水制成的混凝土为经人工破碎粒径为2—4mm的颗粒。参考图1，如图1所示的FRP钢管再生混凝土长柱的轴压力学性能测试方法，包括以下步骤：S1，试验的基本材料包括：FRP加固材料、环氧树脂AB胶、无缝钢管、废弃的混凝土、PC普通硅酸盐水泥、砂、水、混凝土试块制作的钢模，以及在试件加工时的辅助工具；通过设定参数，粗骨料的取代率，FRP的包裹层数，FRP的包裹方式；S2，加载设备和试验过程，试验采用300吨微机控制电液伺服压力机进行加载,所有试件均为轴心受压；压力机实现软件控制系统与计算机技术的结合,试验时能采用力控制、位移控制、以及力-位移混合控制的方式进行加载；S3，试验过程：试验过程分为预压对中和加压两个过程；所有试件在加载前都进行对中,压力机底板有一个几何中心圆,进行预压对中时,将试件放入这个圆内；并对引线进行编号；加载过程中,采集仪上钢管四个纵向应变片的数值变化,如果四个应变片数值接近且在荷载达到极限荷载的10％时还是相差不大,则认为试件是轴心受压；S4，采集的数据为：钢管表面的纵向应变、横向应变数据；FRP表面的环向应变数据；FRP钢管再生混凝土的轴压荷载与位移数据。试验概况：几何特性：在此试件设计中分析了不同截面的受力方式，FRP这种平面外刚度为零，受拉强度高的材料，在方钢管中截面中部的FRP布在柱边中部区域会产生弯曲，由于FRP的抗弯刚度极小，所以对核心区的钢管和混凝土的约束力很小，而在角部区域相互垂直的FRP布的约束力会对核心的钢管和混凝土形成了强力的约束，使得整个区域分为有效约束区和无效约束区。方形截面柱的倒角尺寸对FRP布的约束作用明显，半径过小的倒角会加重FRP布在棱角处的应力集中，从而降低其约束力，但在圆形的界面内受力比较均匀，故本次试验选择圆形的界面进行验证。FRP的包裹方式：参考图图2和图3，如图2和图3所示，FRP的包裹方式分为连续包裹和间隔包裹。连续包裹的钢管再生混凝土受力比较好，能在钢管混凝土的极限荷载出现后的曲线内，使得整个曲线可能成平缓的上升的趋势，曲线下降时曲线的斜率较大，且时间持续较长。间隔包裹的钢管再生混凝土在FRP包裹处收到约束力，没有包裹的地方没有收到约束力，因此在极限荷载出现后对钢管再生混凝土的约束曲线现象没有明显的增加，同时，曲线下降的斜率小。FRP的包裹层数：FRP的包裹层数影响钢管再生混凝土的承载力大小，在轴压试验中很明显的表示出来。包裹层数越多则FRP钢管再生混凝土的约束力越大则承载力增加明显(假定FRP布与钢管没有滑移)，曲线有明显的上升区段，且在曲线下降时的斜率较大，时间持续时间久。包裹层数少约束力小则承载力比较低，在轴压试验是曲线有上升但上升平缓，在曲线下降区段时斜率比较小，时间持续段。再生混凝土的取代率：混凝土作为再生混凝土的粗骨料有多种因素影响再生混凝土的性能：(1)强度：再生骨料是将已破坏的混凝土经破碎加工而获得,在受力过程中己存在一些裂缝,导致骨料强度较低,由于破碎而得的混凝土碎块的成分十分复杂,通常会含有设计强度等级高低不同的混凝土成分,而且其结本文档来自技高网...

【技术保护点】
FRP钢管再生混凝土长柱的轴压力学性能测试方法，其特征在于，包括以下步骤：S1，试验的基本材料包括：FRP加固材料、环氧树脂AB胶、无缝钢管、废弃的混凝土、PC普通硅酸盐水泥、砂、水、混凝土试块制作的钢模，以及在试件加工时的辅助工具；通过设定参数，粗骨料的取代率，FRP的包裹层数，FRP的包裹方式；S2，加载设备和试验过程，试验采用300吨微机控制电液伺服压力机进行加载,所有试件均为轴心受压；压力机实现软件控制系统与计算机技术的结合,试验时能采用力控制、位移控制、以及力‑位移混合控制的方式进行加载；S3，试验过程：试验过程分为预压对中和加压两个过程；所有试件在加载前都进行对中,压力机底板有一个几何中心圆,进行预压对中时,将试件放入这个圆内；并对引线进行编号；加载过程中,采集仪上钢管四个纵向应变片的数值变化,如果四个应变片数值接近且在荷载达到极限荷载的10％时还是相差不大,则认为试件是轴心受压；S4，采集的数据为：钢管表面的纵向应变、横向应变数据；FRP表面的环向应变数据；FRP钢管再生混凝土的轴压荷载与位移数据。

【技术特征摘要】
1.FRP钢管再生混凝土长柱的轴压力学性能测试方法，其特征在于，包括以下步骤：S1，试验的基本材料包括：FRP加固材料、环氧树脂AB胶、无缝钢管、废弃的混凝土、PC普通硅酸盐水泥、砂、水、混凝土试块制作的钢模，以及在试件加工时的辅助工具；通过设定参数，粗骨料的取代率，FRP的包裹层数，FRP的包裹方式；S2，加载设备和试验过程，试验采用300吨微机控制电液伺服压力机进行加载,所有试件均为轴心受压；压力机实现软件控制系统与计算机技术的结合,试验时能采用力控制、位...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘卫卫，甄平福，文新征，万晓红，杨宝山，李曦涛，
申请(专利权)人：刘卫卫，
类型：发明
国别省市：陕西;61