摘要
现有研究表明FRP缠绕加固有利于提高圆形混凝土柱的性能，但是对于其加固方形混凝土柱的效果不如圆形好，这主要是因为方形截面存在平边与尖角。虽然倒圆角可以增强方形柱的FRP约束，但是倒圆角的半径大小受到柱尺寸以及混凝土保护层的限制。为了在不大幅度提高截面面积的前提下增强方形截面柱中FRP的约束，有学者提出了一种新的截面改造方法，这种方法是在包裹FRP之前将方形截面的平边修改为曲率较大的圆弧曲边，该方法简称为截面圆弧化（Section Curvilinearization）。截面圆弧化仅仅在很小程度上增加了截面面积，但是能够极大地提高FRP约束的有效性。然而，现有研究对于圆弧化边与核心方形截面之间的夹层所使用的材料大多数采用强度不小于核心材料强度的普通混凝土或者水泥砂浆，而夹层材料使用高强度与高延性的水泥基材料UHP-ECC的研究较少。本文将系统性地研究圆弧化夹层采用UHP-ECC的FRP约束圆弧化方形柱的轴压与偏压性能，其中试验参量包括矢跨比、FRP层数、夹层混凝土材料以及偏心距。通过试验现象与数据结果分析其破坏模式与受压性能，并且将试验结果与现有的FRP约束圆弧化柱设计模型进行对比。主要的结论如下：（1）圆弧化夹层使用UHP-ECC有利于提高FRP约束圆弧化混凝土方形柱的承载力与延性，而且其应力-应变曲线在峰值后表现出较好的延展性能，此外，夹层使用UHP-ECC有利于抑制其核心混凝土的侧向膨胀。截面圆弧化对于提高FRP约束的有效性起到促进作用，通过截面圆弧化有利于提高试验柱的承载力与延性。圆弧化柱的承载力随着矢跨比与FRP层数的增大而增大。（2）偏压试验表明夹层使用UHP-ECC有利于提高圆弧柱的承载力与变形能力，同时使用截面圆弧化、增加FRP层数与增大矢跨比能大大提高圆弧化柱的承载力与延性。由于偏压荷载下截面存在应变梯度，所以圆弧化截面的受压面的极限轴向应变大于相应圆弧化尺寸的轴压下的极限轴向应变。偏压荷载下夹层使用UHP-ECC的圆弧化方形柱在不同轴向变形下的轴向应变分布线段几乎呈现一直线，说明其截面满足平截面假定。（3）使用我国规范GB506082020版的FRP约束圆弧化矩形混凝土柱的设计模型预测的结果与本文的试验柱的试验结果基本吻合。
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