锈蚀钢筋混凝土梁承载力退化特性数值分析.pdf

2 0 1 6年 第 3期 I 总 第 3 1 7 期 】 N u mb e r 3 i n 2 0 1 6 ( T o t a l No 3 1 7 ) 混 凝 土 Con c r e t e 理论研究 T HEoRETI CAL RESE ARCH d o i ： 1 0 3 9 6 9 j i s s n 1 0 0 2 3 5 5 0 2 0 1 6 0 3 0 0 9 锈蚀钢筋混凝 土梁承载 力退化特性数值 分析 张猛 。 李瑶亮 ， 赵桂峰 ， 李大望 ( 1 郑州大学 土木工程学院， 河南 郑州 4 5 0 0 0 1 ； 2 深圳大学 广东省滨海土木工程耐久性重点实验室， 广东 深圳 5 1 8 0 6 0 ) 摘要 ： 采用 A B A Q U S有限元软件对一未锈蚀钢筋混凝土简支梁的静力承载性能进行了数值模拟 ， 并与试验结果进行 了对比， 验证了有限元模型的可靠性。 在上述有限元模型的基础上 ， 利用 A B A Q US 分项计算功能 ， 计算 了不同锈蚀程度下钢筋混凝土简 支梁的宏观力学特性， 计算中分别考虑了锈蚀钢筋黏结滑移性能退化、 锈蚀钢筋力学性能退化及二者耦合作用对简支梁承载力 及延性退化特性的影响。 分析结果表明 ： 随着钢筋锈蚀率的增加 ， 构件的承载力及延性显著降低。 轻微锈蚀情况下 ， 钢筋与混凝 土之间的黏结滑移性能退化对构件的承载性能无显著影响， 而锈蚀引起的钢筋力学性能退化对构件的承载力及延性影响较大。 在 中等及以上程度锈蚀情况下 ， 黏结滑移性能退化 引起的构件承载力和延性退化在构件力学性能退化 中占主导地位。 总体上 看 ， 锈蚀构件的宏观力学特性受到黏结滑移退化及钢筋力学性能退化的耦合影响， 随着锈蚀率加大， 构件承载力降低， 脆性愈加 显著。 关键词 ： 锈蚀钢筋； 本构关系； 黏结滑移 ； 退化； 承载力； 延性 中图分类号 ： T U 5 2 8 5 7 2 文献标志码： A 文章编号： 1 0 0 2 3 5 5 0 ( 2 0 1 6 ) 0 3 0 0 3 4 0 6 Nu me r i c a l a n a l y s i s f o r t h e d e g r a d a t i on o f b e a r i n g c a p a c i t y p r o p e r t i e s o f c o r r o d e d b e a ms ZHANG M e n g ， LI Ya o l i a n g ， ZHA0 Gu i b n g ， LI Da wa n g ( 1 S c h o o l o f Ci v i l E n g i n e e r i n g， Z h e n g z h o u Un i v e r s i t y， Z h e n g z h o u 4 5 0 0 0 1 ， C h i n a ； 2 Gu a n g d o n g P r o v i n c i a l Ke y L a b o r a t o r y o f D u r a b i l i t y f o r Ma ri n e C i v i l E n g i n e e rin g ， S h e n z h e n Un i v e r s i t y ， S h e n z h e n 5 1 8 0 6 0， Ch i n a ) Ab s t r a c t ： An u n c o rro d e d r e i n f o r c e d b e a m wa s a n a l y s i s e d wi t h the h e l p o f AB AQUS， a fi n i t e e l e me n t s o ft wa r e ， a n d c o mp a r i n g wi t h t h e t e s t r es ul t ， i t wa s s a i d th a t ， the fin i t e l e me n t mo d e l i s r e l i a b l e Ba s e o n t h e fin i t e e l e m e nt m o d e l a b o v e， u s i n g t h e s e p a r a t e c a c u l a t i o n f u n c t i o n， m a c r o s c o pi c me c h n i c a l p r o p e r t i e s o f d i f f e r e n t de g r e e c o r r o s i o n o f th e b e a m s we r e c a c u l a t e d， i n the c a c u l a t i on， t h e d e g r a d a t i o n o f bo n ds l i p p e rfo r ma n c e， c o o d e d me c ha n i c a l p e r f o rm a n c e of b a r s a nd the a b o v e d e g r a da t i o n f a c t o r s c o u p l i n g a c ti o n we r e t a k e n i n t o c o n s i de r a ti o n t ha t wo ul d a f f e c t t he b e a r i n g c a p a c i t y a n d d u c t i l i t y o f t h e b e a m s 1 1 1 e a n a l y s i s r e s u l t s h o w tha t wi th t he i n c r e a s i n g o f c o r r o de d r a t e， t h e b e ari n g c a pa c i t y a n d d u c t i l i t y o f t h e me mb e r s i s d e s c r e a s e d s i g n i fic a n t l y， i n t h e s l i g h t c o r r o s i o n c o n d i t i o n， t he de g r a d a t i o n of b o n ds l ip d o e s n o t a f f e c t t h e be a tin g p r o p e y o f b e a ms s i g n i fic a n t l y， b u t t h e d e g r a da t i o n o f c o o d e d b a r h a d a s i g n i fic a n t a f f e c t i o n I n the c o n d i t i o n o f me d i u m o r a b o v e c o o d e d r a t e the b o n ds l i p d e g r a d a tio n wo u l d t a k e a l e a d i n g r o l e t o the d e g r a d a t i o n o f b e a r i n g c a p a c i t y a n d d u c til i t y Ov e r a l l ， t h e ma c r o s c o pi c me c h a n i c a l p r o pe rti e s o f c o rro d e d me mb e r s wa s a f f e c t e d b y the d e g r a d a tio n o f b o n d s l i p a n d me c h ni c a l pr o p e r t i e s o f b ars， wi t h the i n c r a s i n g o f c o r r o de d r a t e， t h e c a p a c i t y o f me mb e r s i n d e c r e a s e d， a n d the b rit t l e n e s s i s m o r e s i g ni fic a n t l y K e y wo r d s： c o rro d e d b ars ； c o n s t i t u t i v e r e l a t i o n ； b o n ds l i p ； d e g r a d a ti o n ； b e a r i n g c a p a c i t y； d u c t i l i t y 0 引言 在各类土木工程结构中 ， 钢筋混凝 土结构是应 用最为 广泛的结构形式之一。 随着使用年限 的增加 ， 在外界腐蚀 介质的直接或 间接作用下 ， 钢筋混凝土结构的材料会发生 劣化 ， 产生耐久性损伤 ( 如表面裂缝 、 碳化 、 剥落 以及钢筋 锈胀等 ) ， 混凝土结构 因耐久 性损伤导致结构发生破坏 的 事故时有发生 ， 造成 的损失 更是难 以估量 ， 全世界每年用 于腐蚀钢筋 昆 凝 土结 构的维护及修复加 固的费用总和 已 超过了 1 0 0 0亿美元 。 据统计 ， 在诸多导 致钢筋混凝土 结构耐久性损伤破坏的因素中， 钢筋锈蚀 占据首位 。 混凝 土 中的钢筋一旦锈蚀 ， 其锈蚀速率便进一 步加大 。 锈蚀将 导致钢筋几何参数和力学性能的退化 ， 主要体现在 ： ( 1 ) 质量和有效截 面积损失； ( 2 ) 名义屈服应力和极限应力下 降 ； ( 3 ) 名义伸长率和极限应变减小 ； ( 4 ) 黏结滑移性能退 化 。 这些性能 的退化必然会在一定程度上削弱结构的静力 承载力 ， 增加其脆性 。 因此研究钢筋锈蚀导致混凝土结构 或构件 的承载力退化特性具有 重要 的理论 意义和工程实 用价值 。 本研究采用有限元软件 A B A Q U S研究钢筋混凝土简 收稿日期 ： 2 0 1 5 0 3 0 9 基 金项 目： 国家 自然科学基金项 目( 5 1 2 7 8 3 0 3 ) ； 广东省滨海土木工程耐久性重点实验室开放基金项 目( G D D C E I 20 6 ) ； 河南省教育厅科学技术研 究重点项 目( 1 3 A 5 6 0 6 7 2 ) 3 4 支梁锈蚀前后 的承载能力退化的影响特 点 ， 以期为锈蚀结 构或构件的性能评估 与维修加 固提供参考依据 。 1 锈 蚀钢筋混凝土的本构 关 系 本研究采用 A B A Q U S有限元 软件 自带的混凝土损伤 塑性模型 ( C D P 模 型 ) 来模 拟混凝土材 料的力学行 为 ， 用 双斜线弹塑性模型来模拟钢筋材料 的应力 一 应变关系 ， 并 用 非线性弹簧 ( S P R I NG 2 ) 来 模拟钢筋与混凝土 间的黏结 滑移 。 1 1 混凝 土本构 关 系 C D P模型是 A B A Q U S软件 自带的隐式算法的混凝土 本 构关系模 型， 该 模型最初 由 L u b l i n e r 提 出 ， 并 由 L e e和 F e n v e s 改 良而成 。 该模型能在仅输入材料 的单轴应力 一 应 变参数及损伤参数条件下 ， 自动考虑材料单元 的双轴或三 轴应力状态 ， 计算材料受力过程 中的刚度退化 ， 因此该模 型能较为真实地反 映混凝 土材料的单调加载 以及反 复加 载 卸载过程 的材料力学响应 。 混凝土材料应力 一 应变关系。 由于混凝土材料力学性 能具有强烈 的随机性特征 ， 因此本研究采用可调节下 降 速度 的 S a r g i n 模型 来定义混凝 土的压应力应变关系( 见 式 ( 1 ) 和 图 1 ) ； 采用 A r a b模型 来定义其拉应力 一 应变 关 系( 见式 ( 2 ) 和图 2 ) 。 2 5 20 日 耋 3 1 0 5 4 6 8 1 0 1 2 应变 1 0 。 Sa r g i n抗压模 型 S a r g i n抗压模 应 变 1 0 。 图 2 A r a b 抗拉模型 +( D一1 ) ( 旦 ) 一 2) 旦 + D( 旦 ) 占 c S 。 。 = S 式中 ： E 。 混凝土初始弹性模量 ， 根据文献 6 取值 ； E 混凝土割线模量 ； s 。 混凝土峰值应力对应的应变， 本研究取0 0 0 2 0 ； 混凝土峰值应力 ； D混凝土抗压软化段调节参数 ， 0D1 ， 其值越 大 软化段越 陡。 为切合试验结果 ， 本研究采用 A B A Q U S自 带 的 L e e 和 F e n v e s 损伤参 数 模型 定义混凝 土材料 的损伤特 性 ， 见式 ( 3 ) ， 使得计算结果 与试验结果更为接近。 一 8 。 =i n ( 1+8) 。=o r ( 1+8) ( 3 ) 式 中： 混凝土拉 压损伤参数 ； o r 混凝土真实应力 ； 混凝土等效塑性应变 ； tu r e 混凝土真实应变 ； 8 混凝土非 弹性应变 ； 易 。 等效塑性应变与非弹性塑性应变比例系数。 本研究受拉取 0 3 ， 受压取 0 7 。 锈蚀导致的混凝土保护层材性退化 。 在服役环境 中 ， 氯离子通过混凝 土保 护层的原生裂缝或空 隙侵 人钢筋表 面 ， 并在钢筋表 面形成 导电介质 ， 并参与到钢筋锈蚀 的原 电池反应 当中 。 在钢筋锈蚀状态下 ， ? 昆 凝 土保护层裂缝 将 由于锈蚀钢筋锈胀 力的挤压作用导致应力 集 中使得裂 缝宽度进一步加大 ， 进而发生开裂及剥落现象 。 混凝土保 护层的开裂与剥落程度及部位具有强烈的随机性 ， 目前 尚 难 以用精确的力学模 型来描述 ， 本研究借鉴文献 1 1 和文 献 1 2 推荐的简化计算式进行计算 ， 具体见式 ( 4 ) 。 量 一 l 1 + l s c l P 一 。 。 =( b 。 。 一b ) b 1 b 。 一b=n o ) 。 ( 4 ) I 。 = = 2 r ( v 一 1 ) x I = 一 ( 等 ) S 1 2 图 O 5 0 5 O 5 O 5 O 3 3 2 2 1 l O R 旦 一 一 一 式 中： 一 锈蚀混凝土抗压峰值强度 ； 钢筋表面形状与其直径的相关系数， 取0 1 ； 8 t- c or 广义混凝土开裂应变 ； 易 构件原始宽度 ； b c o r 锈蚀后构件截面宽度 ； ， z 锈蚀损伤的受压纵筋数量 ； 。 。 锈蚀裂缝总宽度 ； U c o r 锈蚀钢筋 的氧化 产物与其 锈蚀前 的体积 比 例系数 ， 取 2 0 ； U ic o r 第 i 条锈蚀构件的裂缝宽度 ； x钢筋锈蚀深度； p 钢筋 的截面锈蚀损失率 ； r 钢筋锈蚀前半径 ， 不同直径配筋 时通过加权平 均值。 1 2 钢筋本构关系及其锈蚀力学性能退化 本研究 采 用 双 折 线 弹 塑 性 强 化 模 型 钢 筋 材 料 的 ( 图 3 ) 来模拟钢筋材料的本构关系 ， 该模型能够充分反应 钢筋屈服后 的强化行为 ， 因此被广泛应用于结构 的静力学 分析 中。 图 3钢 筋力 宇本构模 型 钢筋锈蚀主要有两种形态 ： ( a ) 均匀锈蚀 ； ( b ) 坑蚀 。 均匀锈蚀的特点是钢筋截面大小及形状沿钢筋纵 向不变 化 ， 该状态是一种理想状态 ； 而在试验室或 自然锈 蚀状态 下 ， 坑蚀则是普遍存在 的现象 ， 这是 因为钢筋在锈蚀 过程 中由于原生裂缝及空 隙等 的大小 、 分布具有 随机 性 ， 因此 将造成氯离子及电子的局部集 中， 进而造成锈蚀钢筋表面 产生随机的坑蚀现象。 由于锈蚀状态下钢筋 的真实应力 、 应变等参数不发生变化 ， 因此对 于均匀锈蚀可通过直接折 减钢筋的截面面积来直接模拟钢筋的锈蚀状态 。 但对于坑 蚀状态 ， 考虑到坑蚀分布 的随机性 ， 直接采用有 限元 软件 进行模拟非常 困难 。 因此 ， 本 研究采 用等效均匀锈蚀状态 来模拟坑蚀钢筋。 考虑坑蚀后锈蚀 钢筋 的名义屈服强度和名义 弹性模 量可采用 Wa n g和 L i u模型 ： _( 1一 ) E ( 1一 一 式中： 锈蚀前钢筋名义屈服强度 ； 锈蚀后钢筋名义屈服强度 ； E 锈蚀前钢筋名义弹性模量 ； E 锈蚀后钢筋名义弹性模量 ； 36 6 锈蚀钢筋质量损失率 。 其 与截面损失率转换关系 见式( 6 ) 。 0 01 3+0 9 8 7 8 1 0 l 0 0 6 1+ 0 9 3 9 t 1 0 6 2 0 p s 0 1 2 9 + 0 8 7 1 t5 2 0 3 0 【 0 ) 【 0 1 9 9 + 0 8 1 0 6 3 0 艿 4 0 对 于坑蚀钢筋 的极限强度及极限应变， 本研究采用吴 庆 ， 袁迎曙推荐 的模糊计算式 进行计算 ， 见式( 7 ) 。 f L =( 1 0 0 0 1 9 S ) 【 s 。 =( 1 0 0 0 2 1 8 ) s 式 中： 。 锈蚀后钢筋名义极 限强度 ； s 锈蚀前钢筋名义极 限应变 。 1 3黏结滑移本构关 系 钢筋与混凝土材料二者之 间之所 以能较好 地发挥各 自的优势， 其原因在于钢筋与混凝土间存在着良好的黏结 滑移关系， 能充分协 调二者 的变形 ， 使之 达到变 形协调的 目的。 A B A Q U S有限元软件采用非线性 弹簧 ( S P R I N G 2 ) 单 轴拉 、 压功能来模 拟二者的黏结滑移性能 ， 通过将钢筋表 面的滑移剪切应力集中到非线性弹簧单元上 ， 通过弹簧 的 变形来拉结钢筋使之发生相对错动。 非线性弹簧的力学计 算式如下。 式中： F 单个 弹簧单元的轴 向力 ； A 单个弹簧单元作用面积 ； r 钢筋表面的剪切应力 ； 尺 连接单元处单根钢筋半径； z 相邻弹簧单元 间距 。 通过对文献 1 4 的锈蚀 钢筋单轴抗拉试验 曲线 的研 究分析发现 ， 锈蚀后的钢筋剪切应力 一位移 曲线与欧洲规 范 C E B F I B定义的剪切应力 一位移曲线类似 ， 因此本研 究采用 C E B F I B定义式 ( 8 ) 的剪切应力参数 ， 并通过对 该曲线关键点 的参数修改来获取锈蚀钢筋 的黏结滑移模 型 ( 见式( 9 ) 和图4 ) 。 图 4 C E BF I B黏结滑移模型示意图 ( s s I ) J ru r ) ( ) rf 0SS 。 S 1 S S S 。 S S S 1 S ( 9) 图 1 3 锈蚀钢筋混凝土梁荷载 一 位移曲线图 分析 图 1 2的计算结果可得 ， 随着锈蚀率 的加大 ， 构件 的承载力及延性 ( 极 限位移 屈服位移 ) 逐渐削弱 ， 但其仍 呈现延性破坏机制 。 由此 可得 出以下结 论 ： 锈蚀 引起 的钢 筋力学性能退化直接影 响着构件的承载力及延性 ( 此时相 当于减小构件截面配筋率或降低配筋强度等级 ) 。 图 1 3 综合考虑了黏结滑移性能退化 和钢筋力学性能 退化 的影响。 从图中可见 ， 随着钢筋锈蚀率 的增加 ， 梁 的承 载力及特征位移逐渐减小 ， 梁 的破坏模式也逐步 向脆性发 展， 与图 1 2 相比， 构件的承载力及延性退化速度加快。 这 说明 ， 锈蚀引起的钢筋力学性能退化和黏结滑移性能退化 具有较强的耦合作用 ， 在这种耦合作用 下构件 的承载力及 延性随钢筋锈蚀率的增加显著降低。 为 了进一步 了解 钢筋力学性能退化 和黏结滑移性 能 退化耦合作用下构件 的承载性能变化特点 ， 可将 图 1 3中 荷载 一位移曲线关键点数值列于表 8中。 表 8 耦合因素作用下荷载 一 位移曲线关键点数值 注 ： 延性 比 =极限 位移 屈 服位移 。 分析表 8的数据可知， 钢筋锈蚀后构件的屈服荷载 位移 、 极 限荷载， ，位移及延性 比均有所降低 ， 屈服荷 载啦 移 和极限荷载 的降低呈明显 的规律性 。 因此可将上述 3 个参 数的降低 比例系数 ( 见表 9 ) 与钢筋截面锈蚀率 的关系进 行拟合 ， 拟合结果见式( 1 1 ) ( 1 3 ) 。 表 9 参数降低率与锈蚀率比较 注 ： 降低率 =( 未锈蚀 指标 一锈 蚀后 指标 ) 未锈 蚀指 标 X 1 0 0 。 F = 0 3 1 5+1 0 4 3 p + 0 1 1 3 p ， P 。 5 ( 1 1 ) 。 =一0 5+1 1 5 p ， P 。 5 ( 1 2 ) F 。 =一 0 4 7+ 1 4 1 6O。 + 0 0 9 6 o ， P 5 ( 1 3 ) 式中 ： F 屈服荷载降低 比例系数 ， ； 屈服位移降低 比例系数 ， ； F 极 限荷载降低 比例系数 ， ； p 截面锈蚀率 ， 。 4 结 论 本研究对不同锈蚀 程度 的钢筋混凝 土简支梁 的承载 力和延性退化特性进行了数值模拟分析 ， 主要结论如下 ： ( 1 ) 轻微锈蚀情况下 ， 钢筋与混凝土之 间的黏结 滑移 性能退化对构件的承载性能无显著影响， 而锈蚀引起的钢 筋力学性能退化对构件的承载力及延性影 响较大 。 ( 2 ) 随着钢筋锈蚀率的增加 ， 构件的承载力及延性显 著降低。 在 中等及以上程度锈蚀情况下 ， 黏结滑移性能退 化引起的构件承载力和延性退化在构件 力学性能退化 中 占主导地位 。 ( 3 ) 总体上看 ， 随着钢筋锈蚀率的加大 ， 构件的承载力 储备降低 ， 破坏模式 由最 初的延性破坏 向脆 性破 坏发展 ， 这将不利于构件承担地震来临时的冲击荷载作用 。 参考文献： 1 P O U R A L I S ， e t a 1 C o r r o s i o n p r o t e c ti o n o f r e i n f o r c i n g s t e e l s i n c h l o r i d e l a d e n c o n c r e t e e n v i r o n me n t t h r o u g h e p o x y p o l y a n i l i n e c a n q g h o r s u l f o n a t e n a n o c o m p o s i t e c o a ti n g J C o r r o s i o n S c i e n c e ， 2 01 5， 9 0： 23 92 4 7 E 2 吴庆， 袁迎曙 锈蚀钢筋力学性能退化规律试验研究 J 土木 工程学报 ， 2 0 0 8 ， 4 1 ( 1 2 ) ： 4 2 4 7 3 3李杰 ， 吴建营， 陈建兵 混凝土随机损伤力学 M 北京 ： 科学出 版社 ， 2 0 1 4 ： 1 2 0 1- 4 3 Z H O U Y i n g w u wu Y u f e i G e n e r a l mo d e l f o r c o n s ti t u ti v e r e l a t i o n s h i p s o f c o n c r e t e a n d i t s c o m p o s i t e s t r u c t u r e s J C o mp o s i t e St r u c t u r e s， 2 01 2， 9 4： 5 8 05 9 2 r 5 AR AB A A F i n i t e e l e me n t mo d e l i n g o f p r e t e n s i o n e d c o n c r e t e g i r d e r ： A m e t ho do l o g i c a l a p p r o a c h wi th a p p l i c a tio n s i n l a r g e s t r a n d s a n d e n d z o n e c r a c k i n g D E d w a r d s v i l l e ： S o u th e m I i i n o i s Un i v e r s i t y： Ed wa r d s v i l l e， 2 0 0 0 E 6 3 A me ri c a n C o n c r e t e I n s t i t u t e ： B u i d i n g c o d e r e q u ir e m e n t s f o r s t r u c t u r a l c o n c r e t e ( A C I 3 1 80 8 ) a n d c o m me n t a r y S F a m i n g t o n Hi l l s ， M I ， 2 0 0 8 7 3聂建国， 王宇航 A B A Q US 中混凝土本构模型用于模拟结构静 力行为的比较研究 J 工程力学， 2 0 1 3 ， 3 0 ( 4 ) ： 5 9 8 2 C 8 3 WA N G L e i ， MA Y a f e i ， D I N G We i ， e t a 1 C o m p ara t i v e s t u d y o f fle xu r e a l b e h a v i o r o f c o r r o d e d be a ms wi th d i f f e r e n t typ e s o f s t e e l b a r s r J J o u r n a l o f P e r f o r ma n c e o f C o n s t r u c t e d F a c i l i t i e s ， AS CE ， 2 01 5， 2： 6 3 16 3 9 9 K MI E C I K P ， K A MI N S K I M Mo d e l l i n g o f r e i n f o r c e d c o n c r e t e s t r u c t u r e s a n d c o mp os i t e s t r u c t ure s wj m c o n c r e t e s tre n g t h d e g r a d a t i o n t a k e n i n t o c o n s i d e r a ti o n r J - Ar c h i v e s o f C i v i l a n d Me c h a n i c a l En g i n e e r i n g， 2 01 1， 4 ： 6 2 3 63 6 1 0 赵卓， 蒋晓东 受腐蚀混凝土结构耐久性监测诊断 M 郑州： 黄河水利出版社 ， 2 0 0 6 ： 1 3 1 4 1 1 邢国华 ， 牛狄涛 锈蚀钢筋混凝土梁的受弯模型分析 J 中南 大学学报( 自然科学版) ， 2 0 1 4 ， 4 5 ( 1 ) ： 1 9 3 2 0 1 1 2 -1 C O R O N E L L I D， G A MB A R O V A P S t r u c t u r a l a s s e s s m e n t o f c o r r o d e d r e i n f o r c e d c o n c r e t e b e a m s ： Mo d e l i n g g u i d e l i n e s J J o u r - n a l o f S t r uc t u r a l Eng i n e e rin g， AS CE， 2 0 04， 1 3 0： 1 2 1 41 2 2 4 下转第 4 3页 39 表 2圆弧柱构件强度分析 注 ： 表中应力系数 。 取全包裹 1 层 C F R P圆弧处理柱值为 1 0 0 ， 包裹 2 , 3 层 = 包裹 2 、 3层 C F R P圆弧柱应力值， 该尺寸包裹 1层 C F R P应力值。 4 结 论 通过 3 种 尺寸 圆弧化处理柱轴压试验 ， 研究方柱经 圆 弧化处理并全包裹 C F R P布的力学性能及尺寸效应 ， 经分 析初步得出如下结论 ： ( 1 ) 采用 C F R P布全包裹 圆弧化处理柱 ， 其强度 、 横向 应变和纵向应变均有大 幅度 提高 ， 对 于相同尺寸构件 ， 随 着约束量的应力提 高； 而对 于几 何相 似约束 量相 同条件 下 ， 随着尺寸的增大应力值降低 ， 尺寸效应 明显。 ( 2 ) 以 s尺寸构件应力值 为基准 ， 包裹 2层 C F R P布 的 M、 L尺寸构 件应力值 下降 2 2 、 5 0 ； 包裹 3层 C F R P 布圆弧柱构件， M、 L尺寸构件应力值下降 3 3 、 4 2 ； 包裹 1 层 C F R P布的圆弧柱构件尺寸效应不明显 。 ( 3 ) 实际工程 中， C F R P用 于加 固低强 度混凝 土柱 的 使用效率高 ， 加 固方柱前宜进行倒角处理或圆弧化处理 以 降低应力集 中。 参考文献 ： 1 黄海燕， 张子明 混凝土的尺寸效应 J 3 混凝土， 2 0 0 4 ( 3 ) ： 8 9 2 3陈海彬， 王星原 ， 等 高强预拌混凝土尺寸效应的研究 J 混凝 土， 2 0 1 3 ( 9 ) ： 5 1 5 5 3 3苏捷 ， 方志 普通混凝土与高强混凝土抗压强度的尺寸效应 J 建 筑材料学报 ， 2 0 1 3 ， 1 6 ( 6 ) ： 1 0 7 8 1 0 8 2 4 L E S S A R D M， C H A A L L A L O， A I T C I N P C T e s ti n g h i g h 上接第 3 9页 1 3 WA NG X i a o h u i ， L I U X i l a Mo d e l i n g t h e fl e x u r al c a r r y i n g c a p a c i 一 移o f c o r r o d e d R C b e a m J J o u r n a l of S h a n g h a i a o t o n g U n i v e r s i t y： Na t ur a l S c i e nc e。 1 2 91 3 5 1 4 K I V E L L A， P A L E R MO A， A S c o t t C o m p l e t e Mo d e l o f c o r r o s i o n d e g r a d e d c y c l i c b o n d p e rf o r m a n c e in r e i n f o r c e d c o n c r e t e J 3 J o u rna l o f S t r u c t u r a l En g i n e e rin g， ASCE， 2 01 4， 40： 19 1 5 C o m i t e E U R OI n t e r n a t i o n a l D u B e t o n C E B F I P Mo d e l C ode 1 9 9 0 s L o n d o n U K： T h o ma s S e r v i c e s L t d ， 1 9 9 3 1 6 L I C Q， Y A N G S T， S A A F I M N u m e ri c a l s i m u l a ti o n o f b s t r e n g t h c o n c r e t e c o m p r e s s i v e s t r e n g t h J A C I Ma t e ri al s J o u r n a l ， 1 9 9 3 ， 9 0 ( 4 ) ： 3 0 3 3 0 8 5 MA L H O T R AVME ff e c t o f s p e c i m e n s iz e o n t e n s i l e s t r e n g t h o f c o n - c r e t e E J A r fl g r i c a n C o n c r e t e I n s ti tu ti o n ， 1 9 7 0 ， 6 7 ( 6 ) ： 4 6 7 4 6 9 6 E L K A D I A S ， V A N MI E R J G M E x p e ri me n t a l i n v e s t i g a t i o n o f s i z e e f f e c t i n c o n c r e t e f r a c t u r e u n d e r m u l t i a x i a l c o mp r e s s i o n J I n t e rn a t i o n a l J ou r na l o f Fr a c tur e， 2 0 0 6， 1 4 0： 5 5 71 7 杜修力， 等 钢筋高强混凝土柱轴压性能尺寸效应试验 J 北 京工业大学学报 ， 2 0 1 2 ， 3 8 ( 1 0 ) ： 1 4 9 1 1 4 9 7 8 滕锦光 ， 陈建飞 ， 等 F R P加固混凝土结构 N 北