【摘要】：纖維增強(qiáng)復(fù)合材料(Fiber Reinforced Polymer,簡(jiǎn)稱(chēng)作為FRP)集諸多優(yōu)點(diǎn)于一身。其有彈性模量小、質(zhì)量輕且強(qiáng)度高、與混凝土協(xié)同工作能力好、施工簡(jiǎn)單方便�？梢栽诔睗窦案癄T性強(qiáng)的工作環(huán)境中,表現(xiàn)出良好的抗腐蝕性能。因而可以有效延長(zhǎng)混凝土結(jié)構(gòu)的使用壽命,有繼混凝土和鋼材之后的“第三大結(jié)構(gòu)材料”的美稱(chēng)。但由于FRP材料為線彈性材料,因此FRP管約束混凝土組合構(gòu)件的延性差,應(yīng)用于實(shí)際工程中時(shí)易發(fā)生脆性破壞。GFRP管-型鋼-混凝土結(jié)構(gòu)解決了這個(gè)問(wèn)題并盡可能利用了FRP管混凝土結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn),它是以GFRP管作為模板、將鋼骨居中放置其中,最后在管內(nèi)繞注混凝土所形成的組合結(jié)構(gòu)。對(duì)于GFRP管-型鋼-混凝土組合短柱的力學(xué)性能研究已經(jīng)取得了一定研究成果,但對(duì)于組合中長(zhǎng)柱的研究較為匱乏。本文的主要研究?jī)?nèi)容為:1.運(yùn)用有限元軟件ANSYS,建立GFRP管-型鋼-混凝土組合中長(zhǎng)柱有限元模型,通過(guò)與已用試驗(yàn)數(shù)據(jù)中的極限承載力、荷載-應(yīng)變曲線及試件變形特征進(jìn)行對(duì)比,來(lái)驗(yàn)證選取的本構(gòu)關(guān)系、材料單元及建模方法的正確性;2.改變參數(shù)建立了32根GFRP管-型鋼-混凝土組合中長(zhǎng)柱有限元模型,通過(guò)分析不同長(zhǎng)細(xì)比、不同混凝土強(qiáng)度等級(jí)、不同含鋼率及不同GFRP管厚度試件的等效應(yīng)力云圖及荷載-應(yīng)變曲線得出上述四種影響因素對(duì)GFRP管-型鋼-混凝土組合中長(zhǎng)柱力學(xué)性能的影響規(guī)律。3.介紹GFRP管-型鋼-混凝土組合短柱的計(jì)算模型,并運(yùn)用本文有限元模擬數(shù)據(jù)擬合出GFRP管-型鋼-混凝土組合長(zhǎng)柱的穩(wěn)定系數(shù)即長(zhǎng)細(xì)比折減系數(shù)表達(dá)式,進(jìn)而得出組合長(zhǎng)柱軸壓承載力計(jì)算公式。
【圖文】：

圖 2.1 3-D 中 Mises 屈服面 圖 2.2 2-D 中 Mises 屈服面在屈服面內(nèi)部，應(yīng)力狀態(tài)皆為彈性；在屈服面外部，任何應(yīng)力裝填皆會(huì)引起屈服。123 、 、 相等時(shí)，不會(huì)導(dǎo)致屈服。因?yàn)槭欠袂c靜水壓力有關(guān)，所以，18018023 ， 的應(yīng)力狀態(tài)比 180123 時(shí)更接近屈服。2、流動(dòng)法則流動(dòng)準(zhǔn)則是由屈服準(zhǔn)則導(dǎo)出的，描述屈服時(shí)塑性應(yīng)變的方向。它定義塑性應(yīng)變?cè)隽苛?plyplx 、 及應(yīng)力增量分量 plyplx 、 之間的關(guān)系。當(dāng)塑性流動(dòng)方向與屈服面的外方向相同時(shí)稱(chēng)為關(guān)聯(lián)流動(dòng)準(zhǔn)則，如金屬及其他呈現(xiàn)不可壓縮非彈性行為的材料。SYS 缺省時(shí)，所有的率無(wú)關(guān)模型均采用關(guān)聯(lián)流動(dòng)法則，也稱(chēng) Mises 流動(dòng)法則或法向法則。3、強(qiáng)化準(zhǔn)則在單向應(yīng)力下，如鋼的應(yīng)力-應(yīng)變曲線有彈性段、屈服階段、強(qiáng)化階段和破壞階段，于強(qiáng)化階段時(shí)卸除荷載并靜置一段時(shí)間后再次加載，此時(shí)的屈服應(yīng)力有所升高。而于非單向應(yīng)力狀態(tài)時(shí)，材料進(jìn)入塑性變形后的后繼屈服面的變化情況（包括大小、

圖 2.1 3-D 中 Mises 屈服面 圖 2.2 2-D 中 Mises 屈服面在屈服面內(nèi)部，應(yīng)力狀態(tài)皆為彈性；在屈服面外部，任何應(yīng)力裝填皆會(huì)引起屈服。123 、 、 相等時(shí)，不會(huì)導(dǎo)致屈服。因?yàn)槭欠袂c靜水壓力有關(guān)，所以，18018023 ， 的應(yīng)力狀態(tài)比 180123 時(shí)更接近屈服。2、流動(dòng)法則流動(dòng)準(zhǔn)則是由屈服準(zhǔn)則導(dǎo)出的，描述屈服時(shí)塑性應(yīng)變的方向。它定義塑性應(yīng)變?cè)隽苛?plyplx 、 及應(yīng)力增量分量 plyplx 、 之間的關(guān)系。當(dāng)塑性流動(dòng)方向與屈服面的外方向相同時(shí)稱(chēng)為關(guān)聯(lián)流動(dòng)準(zhǔn)則，如金屬及其他呈現(xiàn)不可壓縮非彈性行為的材料。SYS 缺省時(shí)，，所有的率無(wú)關(guān)模型均采用關(guān)聯(lián)流動(dòng)法則，也稱(chēng) Mises 流動(dòng)法則或法向法則。3、強(qiáng)化準(zhǔn)則在單向應(yīng)力下，如鋼的應(yīng)力-應(yīng)變曲線有彈性段、屈服階段、強(qiáng)化階段和破壞階段，于強(qiáng)化階段時(shí)卸除荷載并靜置一段時(shí)間后再次加載，此時(shí)的屈服應(yīng)力有所升高。而于非單向應(yīng)力狀態(tài)時(shí)，材料進(jìn)入塑性變形后的后繼屈服面的變化情況（包括大小、
【學(xué)位授予單位】：東北石油大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類(lèi)號(hào)】：TU398.9

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 熊海貝;李奔奔;江佳斐;;FRP約束混凝土圓柱應(yīng)力-應(yīng)變模型的適用性[J];浙江大學(xué)學(xué)報(bào)(工學(xué)版);2015年12期

2 徐亞豐;孫鵬舉;O.E.Sysoev;Dzyuba Victo;;碳纖維鋼骨-鋼管混凝土柱雙向偏壓有限元分析[J];沈陽(yáng)建筑大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2011年06期

3 魏洋;吳剛;吳智深;呂志濤;郭正興;;FRP約束混凝土矩形柱有軟化段時(shí)的應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系研究[J];土木工程學(xué)報(bào);2008年03期

4 于清;陶忠;高獻(xiàn);;FRP約束混凝土柱抗震性能若干問(wèn)題的探討[J];地震工程與工程振動(dòng);2006年04期

5 黃龍男;張東興;李地紅;福澤公夫;張曉宇;;軸向受壓CFRP管混凝土柱的膨脹模型及應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系[J];復(fù)合材料學(xué)報(bào);2006年01期

6 卓衛(wèi)東,范立礎(chǔ);GFRP管-混凝土組合橋墩的概念及其抗震性能[J];福州大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2005年01期

7 袁華,薛元德,梁中全;混雜FRP管約束混凝土組合梁的研究Ⅱ:延性性能研究[J];玻璃鋼/復(fù)合材料;2004年04期

8 袁華,薛元德,梁中全;混雜FRP管約束混凝土組合梁的研究-Ⅰ:抗彎性能研究[J];玻璃鋼/復(fù)合材料;2004年02期

9 陸新征,馮鵬,葉列平;FRP布約束混凝土方柱軸心受壓性能的有限元分析[J];土木工程學(xué)報(bào);2003年02期

10 張東興,黃龍男,王榮國(guó),趙景海;玻璃鋼管混凝土柱力學(xué)性能的試驗(yàn)研究[J];哈爾濱建筑大學(xué)學(xué)報(bào);2000年01期

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前9條

1 陳佳楠;GFRP管—型鋼—混凝土組合柱軸壓下尺寸效應(yīng)的研究[D];東北石油大學(xué);2016年

2 吳殿臣;GFRP管—混凝土—鋼管組合短柱承載力分析[D];東北石油大學(xué);2014年

3 許平;FRP管—混凝土—鋼管組合柱承載力的試驗(yàn)研究[D];浙江大學(xué);2013年

4 趙德望;配筋FRP管混凝土軸壓構(gòu)件力學(xué)性能實(shí)驗(yàn)研究[D];東北石油大學(xué);2012年

5 盧哲剛;FRP-混凝土—鋼雙管柱的設(shè)計(jì)方法研究[D];浙江大學(xué);2012年

6 趙芳芳;鋼骨-FRP管混凝土結(jié)構(gòu)應(yīng)用研究[D];河南理工大學(xué);2010年

7 張冰;FRP管—高強(qiáng)混凝土—鋼管組合短柱軸壓性能試驗(yàn)研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2009年

8 魯國(guó)昌;FRP管約束混凝土軸壓性能研究[D];清華大學(xué);2005年

9 陳杰;FRP加固鋼筋混凝土柱抗震性能的試驗(yàn)研究[D];東南大學(xué);2004年

本文編號(hào)：2603723