CFRP約束高溫后混凝土圓柱體軸壓力學(xué)性能試驗(yàn)研究

鐘金平， 霍靜思，2， 李 智

(1.湖南大學(xué) 教育部建筑安全與節(jié)能重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室， 湖南 長(zhǎng)沙 410082； 2.華僑大學(xué) 土木工程學(xué)院， 福建 廈門 361021)

0 引言

近年來，CFRP因其優(yōu)良的物理特性在工程中獲得廣泛應(yīng)用，尤其是混凝土結(jié)構(gòu)加固領(lǐng)域。國(guó)內(nèi)外研究人員在CFRP約束常溫下混凝土力學(xué)性能的研究領(lǐng)域中已獲諸多成果。BERTHET[1]等、梁靖波[2]等、趙占超[3]等均進(jìn)行了CFRP約束混凝土圓柱的軸壓試驗(yàn);研究發(fā)現(xiàn)，在CFRP約束作用下混凝土圓柱的強(qiáng)度及其延性均得到有效提高。BERTHET[1]等和梁靖波[2]等考察了混凝土強(qiáng)度等級(jí)對(duì)CFRP約束效應(yīng)的影響;研究表明，提高混凝土強(qiáng)度等級(jí)并不利于發(fā)揮CFRP約束效應(yīng)的作用。LAM[4-5]等、TENG[6]等在試驗(yàn)和統(tǒng)計(jì)分析的基礎(chǔ)上提出了CFRP約束混凝土的抗壓強(qiáng)度模型。

中、小型火災(zāi)作用后的混凝土結(jié)構(gòu)經(jīng)修復(fù)、加固后通常可繼續(xù)投入使用。但目前為止僅有少數(shù)研究人員對(duì)經(jīng)歷過高溫作用的CFRP約束混凝土的力學(xué)性能展開了研究。郭永昌[7]等 完成了經(jīng)歷高溫作用后有外包CFRP約束的高強(qiáng)混凝土受壓試驗(yàn)，試驗(yàn)表明CFRP約束使高強(qiáng)混凝土的抗壓強(qiáng)度得到提高并改善了其延性，且高溫作用后的CFRP約束效應(yīng)好于常溫。劉靜雅[8]等以溫度和CFRP層數(shù)為變量研究了高溫后混凝土軸心受壓力學(xué)性能；結(jié)果表明，外包CFRP使混凝土強(qiáng)度及其極限應(yīng)變均有所提高，溫度越高和外包CFRP層數(shù)越多CFRP約束效應(yīng)也越強(qiáng)。綜上所述，目前CFRP約束高溫后混凝土的研究局限于較低溫度段或試件為小尺寸。

因此，本文通過完成經(jīng)歷高溫作用后具有CFRP約束的標(biāo)準(zhǔn)尺寸混凝土圓柱體的抗壓試驗(yàn)，圍繞溫度和外包CFRP層數(shù)兩種變量對(duì)CFRP約束混凝土的軸壓力學(xué)性能進(jìn)行研究，結(jié)合試驗(yàn)結(jié)果分析相關(guān)參數(shù)對(duì)其軸壓力學(xué)性能變化的影響規(guī)律，參考文獻(xiàn)[8]將試驗(yàn)結(jié)果與現(xiàn)有常溫下CFRP約束混凝土強(qiáng)度的計(jì)算模型相結(jié)合并以相關(guān)假設(shè)為前提給出能計(jì)算其高溫后抗壓強(qiáng)度的計(jì)算模型。研究所得結(jié)果可評(píng)估CFRP約束火災(zāi)后混凝土柱承載力，從而作為提出合理修復(fù)加固方案的理論依據(jù)。

1 試驗(yàn)概況

1.1 試件設(shè)計(jì)

本文設(shè)計(jì)12組，每組2次重復(fù)試驗(yàn)共計(jì)24個(gè)尺寸為Φ150 mm×300mm的混凝土圓柱試件，試驗(yàn)參數(shù)為溫度(常溫、200℃、400℃、600℃)和CFRP層數(shù)(0層、1層、2層)?；炷恋燃?jí)為C40，澆筑完混凝土28d后測(cè)得其立方體抗壓強(qiáng)度fcu=44.1MPa，圓柱體抗壓強(qiáng)度fc=33.9MPa，軸心抗壓強(qiáng)度為38.9MPa，彈性模量Ec=30.49GPa。CFRP布為單向纖維布，極限抗拉強(qiáng)度為3587MPa，彈性模量為236GPa，CFRP布名義厚度為0.167mm。

1.2 試驗(yàn)方法

高溫試驗(yàn)在井式高溫爐內(nèi)進(jìn)行，經(jīng)綜合考慮之后設(shè)升溫速率為10℃/min，試件恒溫時(shí)間取為8h以使其溫度場(chǎng)基本均勻。高溫試驗(yàn)完成后，將試件置于干燥隔濕環(huán)境下靜置150d，之后對(duì)試件包裹CFRP布。外包CFRP布工作結(jié)束后將試件靜置20d，待CFRP粘結(jié)劑達(dá)到強(qiáng)度后進(jìn)行靜力試驗(yàn)。靜力試驗(yàn)所用儀器為深圳萬測(cè)試驗(yàn)設(shè)備有限公司生產(chǎn)的微機(jī)控制300t萬測(cè)試驗(yàn)系統(tǒng)。

2 試驗(yàn)結(jié)果與分析

2.1 破壞形態(tài)

如圖1(a)為高溫后素混凝土圓柱體的破壞形態(tài)。C-20-0和C-200-0試件在荷載達(dá)到抗壓強(qiáng)度90%之前均表現(xiàn)完好狀態(tài)，之后試件表面出現(xiàn)裂紋，隨加載進(jìn)程的進(jìn)行裂紋擴(kuò)展速度極快，最后試件破壞突然。兩類試件破壞時(shí)主裂縫均是一條貫穿型剪切斜裂縫。C-400-0和C-600-0試件經(jīng)高溫試驗(yàn)后其表面本身存在很多細(xì)而密的溫度裂縫，溫度裂縫在加載初期并沒有迅速發(fā)展，加載進(jìn)入中后期后這種裂縫開始不斷擴(kuò)展，試件臨近破壞時(shí)表面大量豎向裂縫和斜裂縫并存，裂縫相互貫通，在試件中部形成混凝土壓碎帶，破壞時(shí)壓碎帶的混凝土剝落，最終呈倒角錐形態(tài)。其中C-400-0試件在破壞后由于操作不慎致使上下兩個(gè)錐體分離。

觀察圖1(b)、(c)所示的CFRP約束高溫后混凝土圓柱體的破壞形態(tài)圖可發(fā)現(xiàn)CFRP約束高溫后混凝土的破壞形態(tài)與素混凝土的破壞形態(tài)大不一樣。溫度和CFRP布層數(shù)變化對(duì)CFRP約束混凝土的破壞形態(tài)的影響規(guī)律不明顯，將試件破壞形態(tài)分為3種類型： ①CFRP被拉斷且混凝土爆裂。C-20-1、 C-200-2、C-400-2和C-600-2試件便是此破壞形態(tài)，臨近破壞前能聽到纖維連續(xù)急促的拉斷聲，破壞時(shí)發(fā)出“砰”的響聲，沿試件高度方向中間位置處的CFRP完全被拉斷，核心混凝土爆裂，四處飛濺，由圖1可看出如果將已經(jīng)斷裂的CFRP剝開并清理碎裂的混凝土，整個(gè)試件將呈倒角錐形態(tài)；②CFRP被拉斷而混凝土無爆裂現(xiàn)象。圖1(b)中的C-200-1、C-400-1、C-600-1均屬于這種破壞模式，試件破壞前同樣能聽見纖維拉斷的“嘶嘶”聲，破壞時(shí)發(fā)出“啪”的一聲。這種破壞模式下CFRP拉斷的位置隨機(jī)出現(xiàn)且核心混凝土僅部分壓碎并未出現(xiàn)爆裂現(xiàn)象；③CFRP無明顯拉斷跡象且混凝土外觀相對(duì)完整。如圖1(c)中C-20-2試件，該試件破壞時(shí)沒有明顯的纖維拉斷聲，破壞后的外觀比較完好。

(a) 無CFRP約束試件

2.2 應(yīng)力-應(yīng)變曲線

圖2(a)為部分高溫后素混凝土的應(yīng)力-應(yīng)變曲線。可見曲線基本為線性，彈性模量與抗壓強(qiáng)度均因高溫作用而減小，但極限壓應(yīng)變?cè)龃螅?00℃時(shí)混凝土強(qiáng)度相比常溫時(shí)有所降低，但降幅不大；溫度超過200℃之后大幅下降。觀察混凝土應(yīng)力-應(yīng)變曲線的形狀可以發(fā)現(xiàn)溫度越高曲線形狀越扁平。

圖2(b)、圖2(c)和圖3所示為部分CFRP約束高溫后混凝土的應(yīng)力-應(yīng)變曲線，僅從曲線形式來看就明顯與素混凝土不同。 600℃之前，CFRP約束混凝的應(yīng)力-應(yīng)變曲線近似出現(xiàn)2個(gè)上升段。第1個(gè)上升段發(fā)生在加載前期，此階段的核心混凝土無較大側(cè)向變形，且CFRP纖維不受拉，對(duì)核心混凝土基本無約束，核心混凝土僅僅單向受壓。第2個(gè)上升段發(fā)生在加載中后期，核心混凝土達(dá)到抗壓強(qiáng)度,且側(cè)向膨脹變形已經(jīng)較大；此時(shí)CFRP橫向纖維受拉并約束著核心區(qū)混凝土,使核心混凝土由單向受壓變?yōu)槿蚴軌骸?00 ℃之后，曲線則幾乎只有一個(gè)上升段。

圖2(b)、圖2(c)為相同CFRP層數(shù)不同溫度時(shí)對(duì)應(yīng)的部分試件的應(yīng)力-應(yīng)變曲線。由圖2可見相同CFRP約束情況下混凝土的抗壓強(qiáng)度隨溫度升高逐漸減小：溫度低于400℃時(shí)，抗壓強(qiáng)度與常溫時(shí)相差不多；溫度達(dá)到400℃之后，CFRP約束混凝土強(qiáng)度的降幅增大；但對(duì)比無CFRP約束時(shí)混凝土的強(qiáng)度可以發(fā)現(xiàn)，外包CFRP后溫度對(duì)混凝土抗壓強(qiáng)度產(chǎn)生的軟化效應(yīng)得以減弱。高溫降低了CFRP約束高溫后混凝土的初始彈性模量，但使其極限應(yīng)變?cè)龃螅^察其應(yīng)力-應(yīng)變曲線的形狀發(fā)現(xiàn)溫度越高曲線形狀也越扁平。

圖2 CFRP層數(shù)相同時(shí)溫度不同的混凝土的應(yīng)力-應(yīng)變曲線Figure 2 Stress-strain curves of concrete with different temperatures at the same CFRP layers

圖3 相同溫度時(shí)不同CFRP層數(shù)的混凝土的應(yīng)力-應(yīng)變曲線Figure 3 Stress-strain curves of concrete with different CFRP layers at the same temperature

圖3為相同溫度下不同CFRP層數(shù)對(duì)應(yīng)的部分CFRP約束高溫后混凝土應(yīng)力-應(yīng)變曲線。600℃之前，相同溫度下的3條應(yīng)力-應(yīng)變曲線在初始段重合較好，說明素混凝土的應(yīng)力-應(yīng)變曲線可以近似看作是CFRP約束混凝土的一部分，600℃后曲線離散性偏大。溫度相同時(shí)2層CFRP約束的混凝土抗壓強(qiáng)度和極限應(yīng)變均比1層大，1層又比0層時(shí)大，可見CFRP約束作用使高溫后混凝土強(qiáng)度及其變形性能均得到增強(qiáng)，就強(qiáng)度而言，600℃時(shí)僅1層CFRP約束的混凝土抗壓強(qiáng)度都能達(dá)到常溫下的1.33倍。600℃之前，2層CFRP約束的混凝土應(yīng)力-應(yīng)變曲線第二個(gè)上升段的斜率較1層CFRP時(shí)略大；600℃之后，曲線則近似只有一個(gè)上升段。

2.3 試驗(yàn)結(jié)果分析

圖4為CFRP層數(shù)相同時(shí)每組試件抗壓強(qiáng)度衰減系數(shù)αT平均值隨溫度變化的曲線：高溫后素混凝土強(qiáng)度受溫度影響較敏感，溫度不斷升高時(shí)其強(qiáng)度衰減也較為迅速，而CFRP約束高溫后混凝土抗壓強(qiáng)度的衰減幅度較素混凝土小很多，溫度達(dá)到600℃時(shí)，素混凝土強(qiáng)度衰減幅度高達(dá)70%，1層CFRP時(shí)為31%，2層CFRP時(shí)為26%。

圖5為溫度相同時(shí)每組試件抗壓強(qiáng)度增大系數(shù)αC平均值隨CFRP層數(shù)變化的曲線：1層CFRP約束時(shí)混凝土抗壓強(qiáng)度增大系數(shù)為1.96～4.49，2層CFRP時(shí)αC落在2.56～6.8范圍內(nèi)；溫度低于200℃時(shí)，相同CFRP層數(shù)對(duì)應(yīng)的抗壓強(qiáng)度增大系數(shù)基本持平，溫度超過200℃后抗壓強(qiáng)度增大系數(shù)才明顯比常溫時(shí)大；相同CFRP層數(shù)下，溫度越高抗壓強(qiáng)度增大系數(shù)越大，可見核心混凝土高溫后損傷程度越大，CFRP約束強(qiáng)化效應(yīng)越好。

圖4 相同CFRP層數(shù)時(shí)不同溫度對(duì)應(yīng)的混凝土強(qiáng)度衰減系數(shù)圖Figure 4 Strength attenuation coefficient diagram of concrete corresponding to different temperatures at the same CFRP layers

圖5 相同溫度時(shí)不同CFRP層數(shù)對(duì)應(yīng)的混凝土強(qiáng)度增大系數(shù)圖Figure 5 Strength increasing coefficient diagram of concrete with different CFRP Layers at the Same temperature

圖6(a)、圖6(b)分別給出了每組試件極限應(yīng)變?chǔ)?、e平均值隨溫度和CFRP層數(shù)變化的曲線。混凝土極限應(yīng)變隨溫度升高和CFRP層數(shù)增加均呈增大趨勢(shì)：相同CFRP層數(shù)下，溫度從常溫變化到200℃時(shí)極限應(yīng)變變化幅度很小，200℃后極限應(yīng)變顯著增大；素混凝土和僅包裹1層CFRP布約束的混凝土其極限應(yīng)變?cè)?00～600℃時(shí)增幅最大；外包2層CFRP布時(shí)，混凝土在200～400℃時(shí)極限應(yīng)變?cè)龇畲蟆Ｏ嗤瑴囟惹闆r時(shí)，CFRP約束混凝土的極限應(yīng)變較素混凝土的極限應(yīng)變大很多。

圖6 CFRP約束混凝土極限應(yīng)變變化圖Figure 6 Ultimate strain curves of concrete confined by CFRP

表1為Sσ-ε試驗(yàn)結(jié)果統(tǒng)計(jì)表。圖7為每組試件Sσ-ε平均值隨溫度變化的曲線。對(duì)于素混凝土，混凝土耗能能力受溫度的影響可不予考慮，Sσ-ε基本維持在0.046MPa左右。1層CFRP約束時(shí)，Sσ-ε隨溫度升高略有降低趨勢(shì)，但降幅較小，Sσ-ε平均為0.455MPa；2層CFRP約束時(shí)，Sσ-ε僅在400℃時(shí)出現(xiàn)較大波動(dòng)，但整體穩(wěn)定在0.901MPa左右。綜上分析，本文認(rèn)為溫度不是影響CFRP約束混凝土耗能能力的主要因素。CFRP約束對(duì)于混凝土耗能能力有顯著影響，CFRP約束的強(qiáng)弱體現(xiàn)在CFRP層數(shù)上，外包CFRP布層數(shù)是影響混凝土耗能能力重要因素。外包1層CFRP布時(shí)，Sσ-ε是素混凝土的10倍左右；外包2層CFRP布時(shí)，為外包1層CFRP布時(shí)的2倍左右，顯然混凝土的耗能能力在CFRP約束的作用下有了明顯提高；但從外包2層CFRP布約束的混凝土相比外包1層CFRP布約束混凝土耗能能力的增幅和外包1層CFRP布約束混凝土耗能能力相比素混凝土的增幅來看，混凝土耗能能力隨著CFRP層數(shù)增加其增幅卻在變小。

表1 試驗(yàn)結(jié)果統(tǒng)計(jì)表Table 1 Test results sheets試件編號(hào)抗壓強(qiáng)度Fe/MPa極限應(yīng)變?chǔ)舉初始彈性模量E/GPa強(qiáng)度高溫衰減系數(shù)αT約束比fl/fCOCFRP增大系數(shù)αC模型計(jì)算所得抗壓強(qiáng)度Fp/MPa模型與實(shí)測(cè)抗壓強(qiáng)度比值Fp/Fe耗能能力指標(biāo)Sσ-ε /MPaC-20-033.270.002 229.061.00—1.0033.271.000.052 6833.250.002 330.491.00—1.0033.251.000.052 90C-20-162.970.010 127.491.000.241.8961.220.970.507 9965.300.010423.671.000.241.9661.200.940.51284C-20-295.050.016 521.281.000.482.8689.180.941.128 7286.110.009 831.051.000.482.5989.161.040.652 08C-200-029.910.002 312.160.90—1.0029.911.000.031 7929.110.002 814.310.88—1.0029.111.000.044 25C-200-166.530.012 59.041.060.272.2257.870.870.554 0155.260.010 318.230.850.271.9057.061.030.454 24C-200-260.630.006 412.570.640.541.8285.821.420.244 5288.080.014 310.920.930.542.9585.020.970.822 66C-400-018.540.004 83.940.56—1.0018.541.000.049 5419.520.005 14.050.59—1.0019.521.000.052 89C-400-138.040.012 12.980.600.432.0546.491.220.232 6662.860.015 55.970.960.413.2247.470.760.595 21C-400-294.680.021 75.410.990.865.1174.450.791.150 3884.890.020 34.970.990.824.3575.430.890.979 63C-600-012.750.010 31.150.38—1.0012.751.000.044 006.970.008 61.090.21—1.006.971.000.035 98C-600-152.300.018 31.840.830.634.140.700.780.445 0636.160.020 71.010.551.155.1934.920.970.335 64C-600-269.770.027 22.200.731.265.4768.660.980.869 1664.240.023 82.250.752.309.2162.880.980.821 63 注:表1中試件編號(hào)里的“C”指混凝土,數(shù)字20、200、400和600分別代表對(duì)應(yīng)的溫度,數(shù)字0、1、2對(duì)應(yīng)著試件外包CFRP布的層數(shù);Fe、εe、Fp分別代表試驗(yàn)實(shí)測(cè)的CFRP約束高溫后混凝土強(qiáng)度和極限應(yīng)變、模型計(jì)算得到的CFRP約束高溫后混凝土強(qiáng)度;E是試件的初始彈性模量;αT和αC分別代表試件強(qiáng)度的高溫衰減系數(shù)和CFRP增大系數(shù);“Sσ-ε”表示應(yīng)力-應(yīng)變曲線與橫坐標(biāo)軸圍成的面積作為衡量混凝土耗能能力的指標(biāo);fl/fCO代表約束比。

圖7 CFRP約束高溫后混凝土耗能能力-溫度圖Figure 7 Energy dissipation capacity curves of post-fire concrete confined by CFRP versus temperature

綜上可知，CFRP約束作用對(duì)于提升高溫后混凝土的軸壓力學(xué)性能具有積極意義。就抗壓強(qiáng)度而言，溫度軟化作用會(huì)削弱高溫后混凝土強(qiáng)度，而CFRP約束對(duì)混凝土強(qiáng)度具有強(qiáng)化作用，能提高其強(qiáng)度，兩者共同存在且后者的有利影響強(qiáng)于前者的不利影響，外包CFRP層數(shù)是決定CFRP約束對(duì)混凝土強(qiáng)度產(chǎn)生的強(qiáng)化作用強(qiáng)弱的重要因素，CFRP層數(shù)增加對(duì)混凝土強(qiáng)度的強(qiáng)化作用有積極意義。CFRP約束明顯提高了高溫后混凝土的變形能力和耗能能力。總體來說增加外包CFRP布層數(shù)是提升高溫后混凝土軸壓力學(xué)性能非常有效的方法。因此，通過對(duì)具有修復(fù)可行性的火災(zāi)后混凝土結(jié)構(gòu)合理地外包CFRP布對(duì)其進(jìn)行加固是科學(xué)可靠的。

3 CFRP約束高溫后混凝土強(qiáng)度計(jì)算模型

關(guān)于如何評(píng)估高溫后素混凝土強(qiáng)度的研究中，李衛(wèi)[9]、過鎮(zhèn)海[10]、余志武[11]等分別提出了高溫后混凝土抗壓強(qiáng)度衰減模型。LAM[4-5]等、TENG[6]等在試驗(yàn)和數(shù)理統(tǒng)計(jì)的基礎(chǔ)上分別提出了常溫下計(jì)算FRP約束混凝土抗壓強(qiáng)度的模型。本文在以上學(xué)者研究成果的基礎(chǔ)上，利用本試驗(yàn)的結(jié)果驗(yàn)證出其中與試驗(yàn)結(jié)果吻合最好的高溫后混凝土抗壓強(qiáng)度衰減模型和常溫時(shí)CFRP約束混凝土抗壓強(qiáng)度模型，并參考文獻(xiàn)[8]的假設(shè)即不考慮CFRP約束與高溫作用的相互影響給出能計(jì)算CFRP約束高溫后混凝土強(qiáng)度的計(jì)算模型，并與試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比。

圖8給出了高溫后混凝土抗壓強(qiáng)度衰減系數(shù)各模型值與試驗(yàn)值比值的曲線。綜合比較后發(fā)現(xiàn)，余志武[14]模型與本試驗(yàn)吻合最好，故根據(jù)余志武[11]模型得到高溫后素混凝土抗壓強(qiáng)度衰減系數(shù)αT為：

(1)

高溫后素混凝土抗壓強(qiáng)度：

fs(T)=αTfso

(2)

圖8 高溫后混凝土抗壓強(qiáng)度衰減系數(shù)模型值與試驗(yàn)值比值圖Figure 8 Ratio curves between models and tests of post-fire concrete strength decrease factor

圖9給出了常溫下CFRP約束混凝土抗壓強(qiáng)度增大系數(shù)各模型值與試驗(yàn)值比值的曲線。綜合來看，Teng等[6](2007)模型與本試驗(yàn)吻合度較高，故根據(jù)Teng等[6](2007)模型得到常溫下CFRP約束混凝土抗壓強(qiáng)度增大系數(shù)αC為：

(3)

(4)

因此，在已經(jīng)獲得與試驗(yàn)吻合最好的高溫后混凝土強(qiáng)度衰減模型和CFRP約束混凝土抗壓強(qiáng)度模型的前提下，基于前述假設(shè)得到CFRP約束高溫后混凝土抗壓強(qiáng)度增大系數(shù)αC(T)計(jì)算表達(dá)式為：

(5)

綜合以上表達(dá)式得到CFRP約束高溫后混凝土抗壓強(qiáng)度fCT的計(jì)算表達(dá)式為：

fCT=αC(T)fs(T)

(6)

圖9 常溫下抗壓強(qiáng)度增大系數(shù)模型值與試驗(yàn)值比值圖Figure 9 Ratio curves between models and tests of strength increase factor under normal temperature

表1分別給出了CFRP約束高溫后混凝土抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)值和抗壓強(qiáng)度簡(jiǎn)化模型的計(jì)算值，圖10將CFRP約束高溫后混凝土抗壓強(qiáng)度簡(jiǎn)化模型計(jì)算值與試驗(yàn)值的比值制作成隨溫度變化曲線?？梢?，1層CFRP約束時(shí)，簡(jiǎn)化模型計(jì)算值與試驗(yàn)值的比值隨溫度變化均接近且小于1，表明該模型在計(jì)算外包1層CFRP約束高溫后混凝土的抗壓強(qiáng)度時(shí)可靠且偏安全,2層CFRP約束時(shí)，該模型略高估了200℃時(shí)對(duì)應(yīng)的抗壓強(qiáng)度，但總體來說簡(jiǎn)化模型計(jì)算結(jié)果比較理想。

圖10 抗壓強(qiáng)度簡(jiǎn)化模型計(jì)算值平均值與試驗(yàn)值平均值的比值Figure 10 Ratio curves between simplified models and tests of concrete compressive strength

4 結(jié)論

對(duì)CFRP約束高溫后混凝土圓柱體軸壓力學(xué)性能進(jìn)行試驗(yàn)結(jié)果分析和模型分析后得出以下結(jié)論：

a.CFRP約束使混凝土破壞形態(tài)明顯改變，破壞時(shí)普遍是CFRP被拉斷并伴隨核心混凝土碎裂甚至爆裂，破壞時(shí)脆性極大。

b.高溫使CFRP約束混凝土的抗壓強(qiáng)度具有軟化效應(yīng)使其大幅減小，而CFRP約束作用對(duì)抗壓強(qiáng)度產(chǎn)生強(qiáng)化效應(yīng)使其顯著增大，兩者共同存在并以CFRP約束產(chǎn)生的強(qiáng)化效應(yīng)為主；相同溫度情況，增加外包CFRP布層數(shù)明顯使混凝土抗壓強(qiáng)度增強(qiáng)。

c.升高溫度以及增加外包CFRP布層數(shù)均使混凝土極限應(yīng)變?cè)龃?，CFRP約束作用有利于提升高溫后混凝土的變形性能；CFRP約束高溫后混凝土的耗能能力基本與溫度無關(guān)，但CFRP約束作用對(duì)其耗能能力有著深遠(yuǎn)影響，外包CFRP使得混凝土耗能能力顯著增強(qiáng)，增加外包CFRP的層數(shù)對(duì)于提高混凝土耗能能力有積極意義，但CFRP層數(shù)增加到一定數(shù)量后耗能能力的增幅逐漸變小。

d.在相關(guān)模型的基礎(chǔ)上以簡(jiǎn)化假設(shè)為前提得到了與本試驗(yàn)結(jié)果吻合良好的CFRP約束高溫后混凝土抗壓強(qiáng)度計(jì)算模型，該模型可供實(shí)際工程中評(píng)估CFRP約束火災(zāi)后混凝土柱抗壓承載力參考。

e.外包CFRP布是修復(fù)加固混凝土結(jié)構(gòu)尤其是火災(zāi)后混凝土結(jié)構(gòu)的有效方式，CFRP約束對(duì)于提升火災(zāi)后混凝土結(jié)構(gòu)的力學(xué)性能具有積極意義。