通过21根碳纤维增强复合材料(CFRP)编织管约束混凝土短柱的准静态轴压试验,研究了CFRP层数、水灰比、试件长径比对混凝土短柱抗压强度和变形性能的影响。结果表明:CFRP编织管约束试件的承载力相比素混凝土试件至少提高了10%;水灰比在一定范围内变化时,对试验结果的影响不大;试件长径比越小,CFRP对最大荷载的提升作用越明显。

通过18根外径分别为219 mm和273 mm试件的轴压试验及227根试件的有限元模拟分析,探讨了膨胀剂掺量及套箍系数对试件承载力的影响。结果表明:添加膨胀剂后,初始紧箍力增大,钢管和混凝土迅速进入协同工作状态,有效提高了钢管混凝土的承载力;膨胀剂掺量过大会导致钢管混凝土的横向应力增加,承载力降低;当膨胀剂掺量为5%时,屈服承载力和极限承载力的提高幅度最大,分别为11.9%和49.85%;添加膨胀剂的钢管混凝土柱承载力及延性随着套箍系数的增加而提高;提出的承载力计算公式可满足工程实际应用。

为精确预测碳纤维布(CFRP)约束混凝土方柱轴压承载力,考虑混凝土方柱中不同区域约束效应的差异,将承载力贡献项离散为四项(纵向钢筋、无侧限区混凝土、CFRP约束区混凝土、箍筋及CFRP共同约束区混凝土),基于此建立了CFRP约束混凝土方柱轴压承载力预测模型,并与收集的84个CFRP约束混凝土方柱试验数据进行了对比验证。结果表明:建立的模型用于预测CFRP约束混凝土方柱轴压承载力较其他模型更接近试验值,且可靠性较高;模型约束比和圆角半径与预测值呈正相关。