FRP加固薄壁钢管再生混凝土叠合柱力学性能研究

兰州理工大学学报 ›› 2026, Vol. 52 ›› Issue (3): 120-130.

FRP加固薄壁钢管再生混凝土叠合柱力学性能研究

陈华¹, 关纪文^*1, 陈耀嘉², 杨景雄¹

1.南宁学院交通工程与智能建造学院, 广西南宁 530200;
2.北京工业大学城市建设学部, 北京 100124

收稿日期:2024-06-07 出版日期:2026-06-28 发布日期:2026-06-30
通讯作者: 关纪文(1996-),男,广西南宁人,硕士,讲师.Email:354031646@qq.com
基金资助:
国家自然科学基金(52220105005),广西自然科学基金(2025GXNSFAA069016),广西重点研发计划(桂科AB25069179),广西高校中青年教师科研基础能力提升项目(2023KY1857)

Study on the mechanical properties of recycled concrete composite column reinforced with thin-wall steel tube and fiber reinforced plastic

CHEN Hua¹, GUAN Ji-wen¹, CHEN Yao-jia², YANG Jing-xiong¹

1. College of Transportation Engineering and Intelligent Construction, Nanning University, Nanning 530200, China;
2. Faculty of Architecture, Civil and Transportation Engineering, Beijing University of Technology, Beijing 100124, China

Received:2024-06-07 Online:2026-06-28 Published:2026-06-30

摘要/Abstract

摘要： 为研究纤维复合材料(FRP)加固薄壁钢管再生混凝土叠合柱的力学性能,对1根钢筋混凝土(RC)柱及5根FRP加固叠合柱进行轴心受压试验,研究初始轴压比、新增再生混凝土强度、FRP种类对试件破坏形态、受力机理的影响,量测其承载力、位移、薄壁钢管应变、FRP应变等重要力学指标;基于极限平衡理论,提出了承载力、延性系数计算方法.结果表明:增加初始轴压比会使得加固试件的承载力不断减小;提高再生混凝土强度可提高加固试件的承载力;有限元模拟结果与试验结果吻合良好,力学参数的变化规律与试验结果基本一致;本文提出的承载力、延性系数计算方法与试验结果、有限元计算结果、相关文献拟合结果均吻合良好,该计算模型符合FRP加固薄壁钢管再生混凝土叠合柱的相关力学指标,满足工程结构加固设计的要求.

关键词: FRP, 再生混凝土, 初始轴压比, 薄壁钢管, 极限平衡理论

Abstract: To study the mechanical properties of fiber-reinforced polymer (FRP) reinforced thin-walled steel tube recycled concrete composite columns, axial compression tests were conducted on one reinforced concrete (RC) column and five FRP reinforced composite columns to investigate the effects of initial axial compression ratio, newly added recycled concrete strength, and FRP type on the failure mode and stress mechanism of the specimens.Important mechanical indicators such as bearing capacity, displacement, thin-walled steel tube strain, and FRP strain were measured.Based on the limit equilibrium theory, a calculation method for bearing capacity and ductility coefficient was proposed.The results indicate that increasing the initial axial compression ratio would continuously reduce the bearing capacity of the reinforced specimen.Improving the strength of recycled concrete can enhance the bearing capacity of reinforced specimens.The finite element simulation results are in good agreement with the experimental results, and the variation pattern of mechanical parameters is basically consistent.The calculation methods for bearing capacity and ductility coefficient proposed are in good agreement with experimental results, finite element calculation results, and relevant literature fitting results.The calculation model meets the relevant mechanical indicators of FRP reinforced thin-walled steel tube recycled concrete composite columns and meets the requirements of engineering structural reinforcement design.

Key words: FRP, recycled concrete, initial axial pressure ratio, thin-walled steel tube, limited-equilibrium theory

中图分类号:

TU377.9

陈华, 关纪文, 陈耀嘉, 杨景雄. FRP加固薄壁钢管再生混凝土叠合柱力学性能研究[J]. 兰州理工大学学报, 2026, 52(3): 120-130.

CHEN Hua, GUAN Ji-wen, CHEN Yao-jia, YANG Jing-xiong. Study on the mechanical properties of recycled concrete composite column reinforced with thin-wall steel tube and fiber reinforced plastic[J]. Journal of Lanzhou University of Technology, 2026, 52(3): 120-130.

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