GFRP-钢复合管约束钢筋混凝土短柱循环轴压力学性能研究

发布时间：2017-10-09 19:25

  本文关键词：GFRP-钢复合管约束钢筋混凝土短柱循环轴压力学性能研究

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【摘要】：现代建筑结构的复杂性和抗震性能的高要求,对于作为主要受力结构的柱结构提出了更大的技术要求,而约束混凝土柱是主要的发展方向之一。研究者逐渐提出了钢管混凝土柱、钢管约束混凝土柱、FRP约束混凝土柱和FRP-钢复合管约束混凝土柱等多种形式的约束混凝土柱,其中FRP-钢复合管约束混凝土柱综合了FRP和钢管两者的优势,具有轻质、耐腐蚀、约束性好、延性好、承载能力强和施工方便等突出优势,因此本文对GFRP-钢复合管约束钢筋混凝土短柱进行了研究,研究内容包括：(1)制作了10个圆形GFRP-钢复合管约束钢筋混凝土短柱,其中4个进行了单调轴压试验,4个进行了单次循环轴压试验,2个进行了多次循环轴压试验,考虑的参数为钢管径厚比和加载方式。由试验结果分析能够得出结论：GFRP能够有效阻止钢管的局部屈曲,GFRP破坏是试件破坏的标志；复合管的约束能够明显提高钢筋混凝土的承载能力和延性；钢管径厚比减小,承载力略有提高,但延性没有明显差别；混凝土单调轴压曲线与循环轴压曲线的包络线基本重合；多次循环试件能够体现加载历史效应；钢管相对于GFRP起到的约束作用很小；循环轴压过程中,纵筋可能反向受拉。(2)制作了10个方形GFRP-钢复合管约束钢筋混凝土短柱,4个进行了单调轴压试验,4个进行了单次循环轴压试验,2个进行了多次循环轴压试验,考虑的参数也是钢管厚度和加载方式。试验结果分析得到的结论与圆形试验结论基本相同,但是方形试件有明显的应力重分布过程,承载力也相对较小。(3)在试验结果的分析基础上,基于现有的相关理论模型,提出了出本文的圆形和方形GFRP-钢复合管约束钢筋混凝土本构模型,包括承载力公式、单调轴压本构模型和循环轴压本构模型,考虑了塑性应变、应力退化和加载历史效应等现象,能够很好的模拟本文的试验曲线,具有很大的实用性。
【关键词】：圆形GFRP-钢复合管 方形GFRP-钢复合管 约束钢筋混凝土 单调轴压 循环轴压 本构模型
【学位授予单位】：大连理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TU398.9
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 1 绪论10-19
• 1.1 课题研究背景和意义10-12
• 1.2 钢管约束混凝土的研究现状12-14
• 1.3 FRP约束混凝土的研究现状14-15
• 1.4 FRP约束钢管混凝土柱的研究现状15-16
• 1.5 FRP-钢复合约束钢筋混凝土柱研究现状16-17
• 1.6 本文主要研究内容17-19
• 2 圆形GFRP—钢复合管约束钢筋混凝土短柱循环轴压力学性能试验19-54
• 2.1 引言19
• 2.2 圆形GFRP-钢复合管约束钢筋混凝土短柱试验方案19-25
• 2.2.1 试件设计19-21
• 2.2.2 试件制作21-22
• 2.2.3 材料性能22-23
• 2.2.4 加载和测量方案23-25
• 2.3 圆形GFRP-钢复合管约束钢筋混凝土短柱试验现象和数据处理25-53
• 2.3.1 试验现象和破坏模式25-29
• 2.3.2 试件荷载-名义轴向应变曲线29-32
• 2.3.3 钢筋和钢管应力分析32-41
• 2.3.4 约束混凝土应力分析41-44
• 2.3.5 约束应力分析44-50
• 2.3.6 各应变之间的关系50-53
• 2.4 本章小节53-54
• 3 圆形GFRP—钢复合管约束钢筋混凝土轴压本构模型研究54-80
• 3.1 引言54
• 3.2 现有相关本构模型的介绍54-64
• 3.2.1 J.G.Teng等的FRP约束混凝土本构模型54-62
• 3.2.2 胡悦明的FRP约束钢管混凝土本构模型62
• 3.2.3 林少远的FRP-钢复合管约束混凝土单调本构模型62-63
• 3.2.4 冉江华的FRP-钢复合管约束混凝土单调本构模型63-64
• 3.3 本文提出的本构模型64-77
• 3.3.1 约束机理分析和基本假设64-65
• 3.3.2 单调轴压本构模型65-70
• 3.3.3 循环轴压本构模型70-77
• 3.4 本文本构模型与试验结果对比77-79
• 3.4.1 本文单调轴压本构模型与本文单调试验结果对比77
• 3.4.2 本文循环轴压本构模型与本文循环试验结果对比77-79
• 3.5 本章小结79-80
• 4 方形GFRP—钢复合管约束钢筋混凝土短柱循环轴压力学性能试验80-105
• 4.1 引言80
• 4.2 方形GFRP-钢复合管约束钢筋混凝土短柱试验方案80-83
• 4.2.1 试件设计80-82
• 4.2.2 试件制作82
• 4.2.3 材料性能82
• 4.2.4 加载和测量方案82-83
• 4.3 方形GFRP-钢复合管约束钢筋混凝土短柱试验现象和数据处理83-103
• 4.3.1 试验现象和破坏模式83-87
• 4.3.2 试件荷载-名义轴向应变曲线87-89
• 4.3.3 钢筋和钢管应力分析89-93
• 4.3.4 约束混凝土应力分析93-96
• 4.3.5 约束应力分析96-101
• 4.3.6 应变间的相互关系101-103
• 4.4 本章小节103-105
• 5 方形GFRP—钢复合管约束钢筋混凝土轴压本构模型研究105-123
• 5.1 引言105
• 5.2 现有相关方形约束混凝土本构模型的介绍105-113
• 5.2.1 Mander箍筋约束混凝土模型105-108
• 5.2.2 王 FRP约束混凝土模型108-112
• 5.2.3 蔡健、孙钢方形钢管约束混凝土模型112-113
• 5.3 本文提出的本构模型113-120
• 5.3.1 方形柱单调本构模型113-119
• 5.3.2 方形柱循环轴压本构模型119-120
• 5.4 本文模型与本文试验结果对比120-122
• 5.4.1 单调轴压本构模型与试验对比120
• 5.4.2 循环轴压本构模型与试验对比120-122
• 5.5 本章小结122-123
• 结论123-125
• 参考文献125-130
• 攻读硕士学位期间发表学术论文情况130-131
• 致谢131-132

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