發(fā)布時(shí)間：2021-11-10 22:29

　　鋼管混凝土結(jié)構(gòu)因承載力高、施工方便、抗震性能良好等優(yōu)點(diǎn),在高層結(jié)構(gòu)、橋梁結(jié)構(gòu)以及地下工程中具有廣泛應(yīng)用。隨著其應(yīng)用領(lǐng)域的拓展,鋼管所處環(huán)境越來(lái)越惡劣,鋼管腐蝕問(wèn)題越來(lái)越突出,為此投入的防腐及養(yǎng)護(hù)資金不斷增加。為提高鋼管混凝土的耐銹蝕性能,課題組提出了一種帶夾層FRP約束鋼管混凝土構(gòu)件。該構(gòu)件通過(guò)夾層灌漿料將外層FRP管和內(nèi)層鋼管粘結(jié),在工廠預(yù)制成復(fù)合管后運(yùn)至施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行拼裝并澆筑混凝土,具有抗銹蝕能力強(qiáng)、受力性能好、可裝配施工等優(yōu)點(diǎn),在橋梁結(jié)構(gòu)、建筑結(jié)構(gòu)以及海洋平臺(tái)中具有一定的應(yīng)用前景和潛力。本文對(duì)帶夾層FRP約束鋼管混凝土結(jié)構(gòu)進(jìn)行試驗(yàn)研究與有限元分析,主要研究?jī)?nèi)容如下:（1）完成了3個(gè)帶夾層FRP約束鋼管混凝土試件、3個(gè)FRP纏繞鋼管混凝土和2個(gè)鋼管混凝土短柱軸壓試驗(yàn)研究,分析了三種試件的破壞現(xiàn)象和軸壓力學(xué)性能。研究結(jié)果表明:外部FRP的約束作用有效地抑制了鋼管的屈曲,改變了鋼管的破壞模式;夾層的存在提高了試件的承載力和極限變形能力;通過(guò)帶夾層FRP約束鋼管混凝土的加工過(guò)程證實(shí)了帶夾層FRP-鋼復(fù)合管工廠預(yù)制具有可實(shí)施性。（2）完成了12個(gè)帶夾層FRP約束鋼管混凝土短柱軸壓試驗(yàn)研究,... 

【文章來(lái)源】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)黑龍江省 211工程院校 985工程院校

【文章頁(yè)數(shù)】：87 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

帶夾層FRP約束鋼管混凝土工程應(yīng)用示意圖

20165201651616538 38 23 232323（a）FIST 試件 （b）FSCC 試件 （c）CFST 試件圖 2-1 試件形狀及尺寸2.2.2 試件制作2.2.2.1 鋼管混凝土試件鋼管采用工廠生產(chǎn)的普通直縫焊管，首先將鋼管用帶鋸切割成所需長(zhǎng)度（圖 2-2（a）），利用車床將兩端車平（圖 2-2（b）），從而保證鋼管端面與管壁的垂直度；然后將加工完成的鋼管焊接在預(yù)制端板上并注意使端板中心與鋼管中心盡量重合，以此作為澆筑核心混凝土的模板；待混凝土到達(dá)養(yǎng)護(hù)期后，磨平頂端多余的混凝土，并采用高強(qiáng)石膏將核心混凝土補(bǔ)至與鋼管端面齊平；最后焊接頂部端板，焊接時(shí)將試件倒置，一方面是采取俯焊工藝，保證焊接質(zhì)量，另一方面是利用試件自重使端板與核心混凝土緊密貼合。

第 2 章 不同組合形式構(gòu)件對(duì)比試驗(yàn)研究2.2.2.2 FRP 纏繞鋼管混凝土試件已有文獻(xiàn)中多采用手糊工藝?yán)p繞 FRP 制作 FRP 纏繞鋼管混凝土，此種方法比較簡(jiǎn)單，但無(wú)法保證纏繞質(zhì)量，本文根據(jù)哈爾濱玻璃鋼研究院制作 FRP管的方法，利用纏繞設(shè)備直接以鋼管為模具進(jìn)行 FRP 纏繞。首先將合適長(zhǎng)度的鋼管進(jìn)行端部加工，制作成模具形式，便于安裝在纏繞機(jī)床上，并將鋼管應(yīng)變片提前黏貼在鋼管外壁上，如圖 2-3（a）所示；其次編制程序?qū)肟刂朴?jì)算機(jī)，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制，并根據(jù)設(shè)計(jì)調(diào)整纏繞參數(shù)；然后配制樹脂，使玻璃纖維紗通過(guò)樹脂槽浸漬樹脂，啟動(dòng)機(jī)床進(jìn)行 FRP 纏繞，如圖 2-3（b）所示，固化完成后即完成了 FRP 的加工。將制成的 FRP 纏繞鋼復(fù)合管按照設(shè)計(jì)尺寸分段切割以及鋼管端部處理，保證兩端各裸露出 20mm 的距離，便于端板焊接，并且應(yīng)將兩端的 FRP 用鋁箔膠帶進(jìn)行防護(hù)，避免樹脂基體和應(yīng)變片導(dǎo)線因高溫燃燒。以 FRP 纏繞鋼復(fù)合管為模板進(jìn)行核心混凝土澆筑，然后進(jìn)行類似鋼管混凝土試件加工的后期處理，最后在兩端 20mm 的裸露鋼管處纏繞 5 層碳纖維布防止此處鋼管首先發(fā)生破壞。

【參考文獻(xiàn)】：
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碩士論文
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[3]鋼管約束型鋼混凝土短柱軸壓及偏壓力學(xué)性能研究[D]. 王宣鼎.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2013
[4]FRP管—高強(qiáng)混凝土—鋼管組合短柱軸壓性能試驗(yàn)研究[D]. 張冰.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2009
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