1. 研究目的与意义
凭借可以提高混凝土的强度和变性能力的卓越性能，约束混凝土在如今追求轻质、高强的工程建设中应用十分广泛。除了传统的箍筋约束混凝土、钢管约束混凝土外，近年来，FRP约束混凝土结构也成为建筑加固修复的常见方法。随着科学技术的发展，越来越多的研究人员将研究方向从单一材料约束混凝土结构转向复合约束混凝土结构，如FRP-箍筋复合约束混凝土结构这类综合了两种约束材料性能的约束混凝土结构。其中，相较于FRP-箍筋复合约束混凝土圆柱，矩形截面的复合约束混凝土柱的研究则很少。因此对FRP-箍筋复合约束矩形混凝土结构力学性能的研究，有助于丰富人们对FRP-箍筋符合约束混凝土的认识，使人们更加全面地了解是FRP-箍筋复合约束混凝土在不同截面、不同约束条件下的力学性能和破坏模式，形成系统完善的理论基础。
论文针对玄武岩纤维-箍筋复合约束矩形混凝土柱的力学性能，研究以下主要内容：在方形截面特性、箍筋间距、玄武岩纤维层数等参数变化条件下，研究玄武岩纤维-箍筋复合约束矩形混凝土柱在不同约束条件下，其峰值应力、峰值应变、极限应力、极限应变等的变化规律，系统的研究不同参数条件下玄武岩纤维-箍筋复合约束矩形混凝土柱在轴压作用下的力学性能及破坏模式等，得到不同参数条件下的矩形截面试件的应力-应变关系曲线。分析结构三大组成（FRP、箍筋以及混凝土）之间的相互关系、受力机理，同时分析整理现有玄武岩纤维-箍筋复合约束矩形混凝土柱应力-应变模型，研究其优缺点，与本文试验结果比较分析。
2. 国内外研究现状分析
国内外对约束混凝土课题的研究已有很长一段历史，且成果众多，然而很长一段时间里大多数约束混凝土轴压性能的试验及理论分析都只有一种约束材料，对FRP材料和箍筋复合约束作用下的混凝土的研究相对较少。现有的模型认为大都认为因为FRP的存在，可以忽略箍筋对混凝土的约束效应。由于一开始FRP材料的使用是为了加固钢筋不足或者存在设计缺陷的混凝土柱，因此这种忽略还是可以接受的。然而在如今设计精良的混凝土结构中的应用中，必须要考虑到箍筋对混凝土的约束效应。
2005年，在Samaan等人提出的FRP约束混凝土的应力-应变模型基础上，Shao等人提出了FRP和箍筋复合约束混凝土的模型。他们在研究中直接忽略了箍筋的约束力，也得到了与理论分析相符合的实验结果，然而其实在他们的试验研究中箍筋的约束效应是不容忽视的。2006年Harajl等人第一次考虑了FRP和箍筋共同约束的约束效应，并提出了相应的模型。2009年Lee等人根据相关试验，提出了一个新的经验模型来模拟FRP和螺旋箍筋共同约束混凝土对的应力-应变关系。2010年Chastre和Silva根据1975年Richard和Abbot提出的四参数经典约束混凝土模型进一步提出自己的模型，且该模型适用于大尺寸的钢筋混凝土柱体。同年，Mohamed和Pellegrino的提出了适用于圆形截面和矩形截面的FRP约束混凝土柱和FRP与箍筋共同约束混凝土柱的应力-应变模型，其模型适用范围更广。2013年，Hu和Seracino根据Popvics公式提出一个单参数模型，该模型能够准确计算FRP和箍筋约束混凝土结构的峰值应力及相应的应变，然而该模型无法预测结构的极限应力和极限应变这两个重要参数。2014年Pedro Faustion等人以截面倒角率和FRP材料层数为试验参数进行了矩形FRP-箍筋复合约束混凝土试验，提出了FRP-箍筋复合约束混凝土的应力-应变模型。同年Wu和Wei根据Popvics公式提出了能适用于箍筋约束和FRP约束混凝土的同一模型，该模型能够很好模拟应力-应变曲线中软化段和硬化段。
3. 研究的基本内容与计划
研究内容：
论文针对玄武岩纤维-箍筋复合约束矩形混凝土柱的力学性能，研究以下主要内容：在方形截面特性、箍筋间距、玄武岩纤维层数等参数变化条件下，研究玄武岩纤维-箍筋复合约束矩形混凝土柱在不同约束条件下，其峰值应力、峰值应变、极限应力、极限应变等的变化规律，系统的研究不同参数条件下玄武岩纤维-箍筋复合约束矩形混凝土柱在轴压作用下的力学性能及破坏模式等，得到不同参数条件下的矩形截面试件的应力-应变关系曲线。分析结构三大组成（frp、箍筋以及混凝土）之间的相互关系、受力机理，同时分析整理现有玄武岩纤维-箍筋复合约束矩形混凝土柱应力-应变模型，研究其优缺点，与本文试验结果比较分析。
研究计划：
4. 研究创新点
目前，国内外研究人员已经开始对FRP-箍筋复合约束混凝土应力-应变关系模型进行了研究，但主要集中在FRP-箍筋复合约束混凝土圆柱上，对FRP-箍筋复合约束矩形混凝土柱的研究几乎没有。复合约束矩形混凝土柱与复合约束圆柱不同，其受到角部的影响，不能对柱周围提供连续的约束侧压力，这就导致了对矩形截面的研究比圆形截面复杂的多。
本文通过对FRP-箍筋复合约束矩形混凝土轴压试验研究，研究不同参数条件下的矩形截面复合约束混凝土柱的力学性能，得到不同参数条件下的玄武岩纤维-箍筋复合约束矩形混凝土柱试件的应力-应变关系曲线，从而归纳出玄武岩纤维-箍筋复合约束矩形混凝土柱受力性能影响的规律，对比分析玄武岩纤维-箍筋复合约束矩形混凝土柱的力学性能的提高效果，提出其极限应力与应变的计算方法，最终得出FRP-箍筋复合约束矩形混凝土柱的应力-应变模型。
