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FRP加固混凝土結(jié)構(gòu)的一個(gè)重要應(yīng)用形式就是通過(guò)纏繞FRP提供的約束來(lái)提高鋼筋混凝土柱的受壓承載力和變形能力。為進(jìn)行FRP加固混凝土柱力學(xué)性能分析，并獲得設(shè)計(jì)計(jì)算方法，需先對(duì)FRP約束混凝土的軸心受壓性能及其應(yīng)力一應(yīng)變關(guān)系進(jìn)行研究。
FRP約束混凝土在軸向壓力作用下，F(xiàn)RP沿環(huán)向受拉，而混凝土處于三軸壓縮狀態(tài)。大量的試驗(yàn)表明，F(xiàn)RP約束混凝土柱的抗壓強(qiáng)度和延性都得到很大的提高，F(xiàn)RP的高抗拉強(qiáng)度也得到了充分的利用。雖然FRP受拉和混凝土單軸壓縮都是脆性的，但是它們組合起來(lái)得到的FRP約束混凝土卻有相當(dāng)好的軸壓延性(圖4.1-1)。
目前工程中常遇到的FRP約束混凝土主要有以下3種形式：
(1)FRP布約束混凝土圓柱；
(2)預(yù)制的FRP管約束混凝土圓柱；
(3)FRP布約束混凝土方柱。
其中，F(xiàn)RP布約束混凝土圓柱由于施工便捷，約束效果顯著，因此在工程中得到大量應(yīng)用，目前研究得多的也是這種加固方式。從FRP纏繞方式來(lái)分，又可以分為FRP連續(xù)纏繞包裹、FRP間斷纏繞包裹和FRP完全包裹三類(lèi)(圖4.1-2)。
在工廠里預(yù)先通過(guò)纏繞或其他工藝，生產(chǎn)出定型的FRP管，并將其用于新建結(jié)構(gòu)，同時(shí)起到約束混凝土和永久模板的作用，是FRP約束混凝土的另一個(gè)重要發(fā)展方向。由于工廠定型生產(chǎn)的FRP管質(zhì)量較均勻，含纖量較高，因此可以達(dá)到更好的約束效果。但是，在工程應(yīng)用中，與FRP布約束僅承受混凝土的側(cè)向膨脹所不同，F(xiàn)RP管往往需要和混凝土一起承擔(dān)軸力，即FRP管處于雙向應(yīng)力狀態(tài)，它會(huì)影響FRP管終的承載力。
對(duì)于實(shí)際工程中大量存在的方形截面混凝土柱，纏繞FRP布約束對(duì)提高軸向承載力的效果比較有限。FRP約束的效果更多的是表現(xiàn)在方柱在軸壓下破壞延性的改善上。為了提高約束效果并避免局部FRP過(guò)度彎曲而提前破壞，一般需要將方柱的角部打磨出倒角。