研究了不同再生骨料替代率下,不锈钢管与钢纤维增强再生混凝土组合柱的轴压性能,获得了试件的破坏形态、荷载-位移曲线和轴压刚度。结果表明:根据荷载-位移曲线的变化特征,可将试件按承载力稳定性分为不稳定和稳定两类;不稳定试件峰值荷载后的荷载-位移曲线快速探底,此后荷载开始缓慢提升,轴向变形快速增大;稳定试件峰值荷载后的荷载-位移曲线沿水平方向发展,试件的持荷能力突出;试件的轴压刚度在0.3~0.9倍的峰值荷载时达到最大,此时钢与混凝土的材料损伤相对较小,钢管对混凝土的约束效应相对有效;随着再生骨料替代率的增大,试件的轴压刚度逐渐降低;钢纤维抑制了裂缝的发展,维护了混凝土的整体性,从而提高了试件的轴压刚度。

为研究多腔钢管再生混凝土复合中长柱在受压状态下的力学性能,采用ABAQUS软件对多腔钢管中长柱在轴向压力下的荷载-位移曲线、破坏模态、受力过程进行了模拟,并研究了再生混凝土取代率和复合柱长细比对其轴压性能的影响。结果表明:多腔钢管中长柱破坏模式为弯曲破坏,外部再生混凝土和核心再生混凝土跨中截面破坏明显,核心混凝土受钢管约束承载力提高明显;随着再生混凝土取代率和长细比的增加,多腔钢管中长柱的承载能力、延性和刚度均减小,当长细比过大时,易发生失稳破坏。

为了研究大断裂应变纤维布(LRS-FRP布)、芳纶纤维布(AFRP布)和碳纤维布(CFRP布)加固钢筋混凝土短柱的轴压性能,共设计了9根钢筋混凝土短柱试件,研究了FRP布种类以及粘贴方式、层数、角度对轴压性能的影响,对比分析了加固后试件的破坏特征、极限承载力和延性,并利用ABAQUS软件进行了有限元分析。结果表明:CFRP布对极限承载力的提高效果最显著,但试件加固后仍表现出明显的脆性破坏;LRS-FRP布和AFRP布对极限承载力的提高效果与CFRP布相差不大,但二者对延性改善明显,且LRS-FRP布的约束效果更优;FRP布粘贴方式和角度对轴压性能的影响小,在满足承载力的前提下,以90°间隔粘贴FRP布更加合理;有限元模拟结果与试验结果吻合较好。

研究了GFRP纵筋与GFRP箍筋共同作用、GFRP管与GFRP筋共同作用对海水海砂混凝土(SSC)柱轴压性能的影响。结果表明:随着GFRP纵筋配筋率的增加,SSC柱的极限承载力相比对照组提高了4.3%~49.8%;采用GFRP管与GFRP筋共同增强后,SSC柱的承载力和延性进一步提高,试件破坏后整体形状完整,破坏形式得到了改善。

设计了4根铝粉加气自应力钢管混凝土短柱和2根普通钢管混凝土短柱,并进行了轴心受压对比试验。结果表明,自应力钢管混凝土柱具有强度高,预应力损失小的优点。在轴压试验受力初期的弹性阶段,其最大轴力提高至极限承载力的87%以上,极限承载力可提升15%左右,且预应力水平越高,提升越明显。预应力施加方法可大幅延长钢管混凝土柱的弹性阶段,改善正常使用阶段的性能。