圆截面碳纤维增强聚合物-钢管混凝土压-扭性能研究*

陈朋辉 王庆利

(1.西南石油大学土木工程与测绘学院， 成都 610500； 2.辽宁科技大学土木工程学院， 辽宁鞍山 114051； 3.沈阳建筑大学土木工程学院， 沈阳 110168)

0 引 言

随着现代工程材料技术的发展，对工程结构的耐久性与耐腐蚀性提出了更高要求，碳纤维增强聚合物(Carbon Fiber Reinforced Polymer，CFRP)作为近年来被大力推行的新型材料，有着优异的耐腐蚀性能和抗拉性能，将其运用于钢管混凝土结构中，可提高结构的承载能力和延长结构的使用寿命。CFRP-钢管混凝土可运用于桥梁墩台、临海建筑等易受海水腐蚀的结构工程中，也可运用于高层和超高层结构、桥梁工程、工业厂房以及地下工程的加固与修复中。在工程实践中，CFRP-钢管混凝土还会受压力与扭矩的共同作用，例如海上钻井平台的腿柱、框架结构的角柱、桥梁墩台等，因而对压-扭构件的静力性能进行研究很有必要。

目前对于CFRP-钢管混凝土的研究已较为深入、全面，其中包括轴压性能[1-6]、受弯性能[7-9]、剪切性能[10]、稳定性能[11-12]、扭转性能[13-16]、抗火性能[17]、滞回性能[18-21]以及压-弯、压-剪、压-弯-剪或者压-弯-扭等多种荷载组合作用[22-29]。但现阶段未对圆CFRP-钢管混凝土压-扭试件的静力性能进行全面的研究，也未建立相对应的承载力方程。

本文基于此背景，对8个压-扭试件的静力试验进行了研究，探讨了该类型试件的静力性能，分析了其曲线的特点、钢管与碳纤维的协同工作；对比了有限元模拟结果与试验结果；对构件的受力全过程进行研究，且基于相关参数分析，建立了承载力方程。……