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摘要:随着各种工程结构加固改造技术的不断发展,研究人员需要更加精确地评估各种加固技术的作用效果,并建立具有针对性的计算模型。加固混凝土圆柱是工程结构加固改造技术的主要问题之一。由于传统的FRP加固混凝土圆柱技术存在应力滞后问题,而环向预应力FRP加固混凝土圆柱能够对核心混凝土受到主动约束,充分发挥FRP材料的高强性能,避免FRP的应力滞后,从而起到更好的加固效果。故本文进行了环向预应力FRP主动约束混凝土圆柱的试验研究、主动约束机理及损伤演化规律研究,建立针对环向预应力FRP主动约束情况下混凝土圆柱的损伤模型并提出预应力度的建议值,以指导实际工程。(1)在细观层次上,受压混凝土破坏主要由于混凝土中的骨料与水泥砂浆的泊松比不同,通过变形协调导致混凝土产生损伤。(2)环向预应力FRP加固混凝土圆柱的轴心受压试验完成了包括对比柱在内的18个试件,研究了预应力大小、混凝土强度等级、截面尺寸和表面处理情况等四个影响因素;使用有限元软件进行数值模拟,分析了主动约束混凝土圆柱的应变演化规律,提出预应力度的建议值为0.2。(3)从构件层次提出了环向预应力FRP主动约束混凝土圆柱的损伤演化规律。(4)将损伤变量视为内变量,基于等效应变原理,提出了一个含损伤内变量的构件层次的环向预应力FRP主动约束混凝土圆柱的本构模型,计算值与试验值吻合较好。(5)证明了高约束比下,环向预应力FRP主动约束混凝土圆柱可不考虑尺寸效应的影响。(6)证明了对圆柱表面的FRP涂覆浸渍胶增加了试件的承载力和延性性能;对圆柱表面的混凝土打磨处理对试件的静力性能无明显影响。