【摘要】：近年來,FRP-混凝土-鋼管雙壁空心管柱得到了廣泛的研究關注。這種新型組合結構由外FRP管、內(nèi)部鋼管以及二者之間填充的混凝土共同構成,抗震性能優(yōu)越,抗腐蝕性能好。目前研究主要涉及圓形截面組合柱及方形截面組合柱,已有研究證明,圓形截面可作為方形截面試件的優(yōu)化截面形式有效改善應力集中現(xiàn)象,但矩形截面的優(yōu)化截面形式未有相關研究。因此,文本提出橢圓形FRP-混凝土-鋼雙壁空心管柱作為矩形截面組合柱的優(yōu)化截面形式,并設計相關軸壓試驗,進行結果分析、理論研究,旨在深入理解這種新型混合柱的結構行為并給出簡單的面向設計的應力-應變模型,以促進該形式組合柱在實際工程中的應用。具體工作如下:(1)共制作52個軸壓試件,其中包括28個橢圓形FRP管混凝土實心柱、16個橢圓形FRP-混凝土-鋼雙壁空心管短柱以及8個橢圓形FRP管混凝土空心柱試件。(2)分析各個試樣的破壞模式,以及長短軸之比、FRP種類、FRP厚度、以及空心率對試樣承載力、延性以及約束混凝土極限應力、極限應變等力學性能的影響。研究表明:橢圓形截面曲率對FRP材料的性能發(fā)揮有較大的影響;對于非大斷裂先纖維布(如GFRP/CFRP)約束橢圓形混凝土柱而言,截面比越大試件極限狀態(tài)越差;而對于大應變纖維布約束橢圓形混凝土柱,截面比越大混凝土極限應變越大,但極限應力相近;對于橢圓形FRP-混凝土-鋼雙壁空心管柱而言,空心率對約束混凝土的極限應力無明顯影響,且在本文空心率涉及范圍內(nèi),空心率越大,試件極限應變越大。(3)基于試驗數(shù)據(jù)和理論分析,本文提出了新的面向設計的橢圓形FRP管混凝土柱應力-應變關系模型、新的面向設計的圓形大斷裂應變纖維管約束混凝土柱的應力-應變模型,以及新的面向設計的橢圓形FRP-混凝土-鋼雙壁空心組合短柱應力應變模型。并簡單探討了橢圓形大斷裂應變纖維管混凝土柱的力學性能及模型因子的取值方式。對比結果表明,三個新模型均與各自數(shù)據(jù)庫中的試件及本文試驗結果吻合較好,為工程實際應用提供了快捷便利的計算方法。
【學位授予單位】：大連理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TU398.9

【參考文獻】

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1 沈奇罕;王靜峰;王偉;王s

本文編號：2777874