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,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)境越來越惡劣,鋼管腐蝕問題越來越突出,為此投入的防腐及養(yǎng)護資金不斷增加。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)件通過夾層灌漿料將外層FRP管和內(nèi)層鋼管粘結(jié),在工廠預制成復合管后運至施工現(xiàn)場進行拼裝并澆筑混凝土,具有抗銹蝕能力強、受力性能好、可裝配施工等優(yōu)點,在橋梁結(jié)構(gòu)、建筑結(jié)構(gòu)以及海洋平臺中具有一定的應(yīng)用前景和潛力。本文對帶夾層FRP約束鋼管混凝土結(jié)構(gòu)進行試驗研究與有限元分析,主要研究內(nèi)容如下:（1）完成了3個帶夾層FRP約束鋼管混凝土試件、3個FRP纏繞鋼管混凝土和2個鋼管混凝土短柱軸壓試驗研究,分析了三種試件的破壞現(xiàn)象和軸壓力學性能。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;通過帶夾層FRP約束鋼管混凝土的加工過程證實了帶夾層FRP-鋼復合管工廠預制具有可實施性。（2）完成了12個帶夾層FRP約束鋼管混凝土短柱軸壓試驗研究,... 

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

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【學位級別】：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；待混凝土到達養(yǎng)護期后，磨平頂端多余的混凝土，并采用高強石膏將核心混凝土補至與鋼管端面齊平；最后焊接頂部端板，焊接時將試件倒置，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)件對比試驗研究2.2.2.2 FRP 纏繞鋼管混凝土試件已有文獻中多采用手糊工藝纏繞 FRP 制作 FRP 纏繞鋼管混凝土，此種方法比較簡單，但無法保證纏繞質(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行 FRP 纏繞。首先將合適長度的鋼管進行端部加工，制作成模具形式，便于安裝在纏繞機床上，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)肟刂朴嬎銠C，實現(xiàn)自動控制，并根據(jù)設(shè)計調(diào)整纏繞參數(shù)；然后配制樹脂，使玻璃纖維紗通過樹脂槽浸漬樹脂，啟動機床進行 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 纏繞鋼復合管按照設(shè)計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 用鋁箔膠帶進行防護，避免樹脂基體和應(yīng)變片導線因高溫燃燒。以 FRP 纏繞鋼復合管為模板進行核心混凝土澆筑，然后進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】：
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