本文關(guān)鍵詞：BFRP加固混凝土柱的尺寸效應(yīng)分析

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【摘要】：纖維增強(qiáng)復(fù)合材料(Fiber Reinforced Polymer,簡稱FRP)在土木工程領(lǐng)域的研究始于上世紀(jì)60年代,隨后國內(nèi)外學(xué)者對FRP加固混凝土梁、柱、節(jié)點等構(gòu)件以及框架整體的性能做了深入研究,取得了豐碩的研究成果,但其研究主要集中在FRP加固縮尺模型構(gòu)件上,得到的的試驗數(shù)據(jù)和計算模型能否反映實際工程結(jié)構(gòu)中大尺寸構(gòu)件的力學(xué)性能,即FRP加固構(gòu)件的尺寸效應(yīng)研究仍比較有限。尺寸效應(yīng)產(chǎn)生的作用不容忽視,然而,關(guān)于FRP加固混凝土構(gòu)件是否存在尺寸效應(yīng)的研究開展不夠充分,結(jié)論也不盡相同。因此深入研究FRP加固混凝土構(gòu)件的尺寸效應(yīng)具有較高的理論意義和工程應(yīng)用價值。本文利用有限元軟件ANSYS,針對BFRP加固混凝土柱的尺寸效應(yīng)展開研究,主要的研究工作和研究成果如下:(1)模擬分析30根(共5組)BFRP加固素混凝土柱和30根(共5組)BFRP加固鋼筋混凝土柱的軸壓性能,分析試件變化因素BFRP約束比和柱長徑比對尺寸效應(yīng)的影響。結(jié)果表明:對于BFRP加固素混凝土柱,約束比和長徑比對應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系曲線、轉(zhuǎn)折點強(qiáng)度、極限點強(qiáng)度、轉(zhuǎn)折點應(yīng)變、極限點應(yīng)變和耗能性能的尺寸效應(yīng)均沒有影響;對于BFRP加固鋼筋混凝土柱,約束比對應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系曲線的強(qiáng)化階段、極限點強(qiáng)度、耗能性能的尺寸效應(yīng)有部分影響,但約束比對轉(zhuǎn)折點強(qiáng)度、轉(zhuǎn)折點應(yīng)變和極限點應(yīng)變的尺寸效應(yīng)沒有影響,長徑比對應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系曲線、轉(zhuǎn)折點強(qiáng)度、極限點強(qiáng)度、轉(zhuǎn)折點應(yīng)變、極限點應(yīng)變和耗能性能的尺寸效應(yīng)也均沒有影響;無論是BFRP加固素混凝土柱,還是BFRP加固鋼筋混凝土柱,外包BFRP對柱的轉(zhuǎn)折點強(qiáng)度和轉(zhuǎn)折點應(yīng)變影響不大,但可顯著增大柱的極限點強(qiáng)度、極限點應(yīng)變和耗能性能。(2)針對BFRP加固鋼筋混凝土柱,采用數(shù)理統(tǒng)計中的析因分析方法,對試驗數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計分析。結(jié)果表明:試件尺寸和約束比對極限強(qiáng)度影響顯著,但兩者的交互作用對極限強(qiáng)度沒有影響;試件尺寸、約束比以及兩者的交互作用對耗能性能影響顯著。(3)針對約束比為0.16~0.40的加固柱,提出考慮尺寸效應(yīng)的極限強(qiáng)度預(yù)測模型;針對約束比為0.32~0.40的加固柱,提出考慮尺寸效應(yīng)的耗能預(yù)測模型。經(jīng)驗證,這兩種預(yù)測模型與有限元模擬數(shù)據(jù)吻合較好。
【關(guān)鍵詞】：BFRP 素混凝土柱 鋼筋混凝土柱 約束比 長徑比
【學(xué)位授予單位】：濟(jì)南大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TU37
【目錄】：

• 摘要7-8
• Abstract8-10
• 第一章 緒論10-20
• 1.1 研究背景和研究意義10-11
• 1.1.1 研究背景10-11
• 1.1.2 研究意義11
• 1.2 FRP加固混凝土構(gòu)件尺寸效應(yīng)研究現(xiàn)狀11-17
• 1.2.1 FRP加固梁尺寸效應(yīng)研究現(xiàn)狀12
• 1.2.2 FRP加固柱尺寸效應(yīng)研究現(xiàn)狀12-14
• 1.2.3 FRP加固混凝土構(gòu)件尺寸效應(yīng)影響因素分析14-17
• 1.3 本文主要研究內(nèi)容17-20
• 第二章 數(shù)值模擬BFRP加固混凝土柱的試件設(shè)計20-26
• 2.1 前言20
• 2.2 試件設(shè)計20-25
• 2.2.1 原材料及其物理力學(xué)指標(biāo)20-21
• 2.2.2 BFRP加固素混凝土柱的試件設(shè)計21-22
• 2.2.3 BFRP加固鋼筋混凝土柱的試件設(shè)計22-25
• 2.2.4 約束形式及加載方案25
• 2.3 本章小結(jié)25-26
• 第三章 BFRP加固混凝土柱有限元模型的建立26-44
• 3.1 前言26
• 3.2 基本假設(shè)26-27
• 3.3 建立模型27-43
• 3.3.1 建模方法27-28
• 3.3.2 單元類型28-31
• 3.3.3 實常數(shù)設(shè)定31
• 3.3.4 材料本構(gòu)關(guān)系31-36
• 3.3.5 材料屬性設(shè)定36-37
• 3.3.6 網(wǎng)格劃分37-39
• 3.3.7 約束條件39-41
• 3.3.8 施加載荷41-42
• 3.3.9 求解42-43
• 3.4 本章小結(jié)43-44
• 第四章 BFRP加固混凝土柱有限元計算結(jié)果分析44-66
• 4.1 前言44
• 4.2 BFRP加固素混凝土柱有限元計算結(jié)果分析44-53
• 4.2.1 BFRP約束比對尺寸效應(yīng)的影響44-51
• 4.2.2 長徑比對尺寸效應(yīng)的影響51-53
• 4.3 BFRP加固鋼筋混凝土柱有限元計算結(jié)果分析53-64
• 4.3.1 BFRP約束比對尺寸效應(yīng)的影響53-58
• 4.3.2 長徑比對尺寸效應(yīng)的影響58-64
• 4.4 本章小結(jié)64-66
• 第五章 BFRP加固鋼筋混凝土柱尺寸效應(yīng)的析因分析和預(yù)測模型66-74
• 5.1 前言66
• 5.2 析因分析66-69
• 5.2.1 極限點強(qiáng)度系數(shù)的析因分析67-68
• 5.2.2 耗能系數(shù)的析因分析68-69
• 5.3 預(yù)測模型69-70
• 5.3.1 極限強(qiáng)度的預(yù)測模型69-70
• 5.3.2 耗能的預(yù)測模型70
• 5.4 預(yù)測模型正確性的驗證70-72
• 5.4.1 極限強(qiáng)度預(yù)測模型正確性的驗證70-71
• 5.4.2 耗能預(yù)測模型正確性的驗證71-72
• 5.5 本章小結(jié)72-74
• 第六章 結(jié)論與展望74-76
• 6.1 主要結(jié)論74-75
• 6.2 展望75-76
• 參考文獻(xiàn)76-80
• 致謝80-82
• 附錄82

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：1113431