本文關(guān)鍵詞： CFRP約束混凝土 方柱 軸心受壓 尺寸效應(yīng) 承載力 有限元分析　出處：《湖南大學(xué)》2015年碩士論文　論文類(lèi)型：學(xué)位論文

【摘要】：纖維增強(qiáng)塑料(FRP)因其優(yōu)異的材料性能、施工簡(jiǎn)便、耐腐蝕性好等特性在混凝土結(jié)構(gòu)加固及改造方面得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。但就目前而言,基礎(chǔ)性的研究工作還不充足,特別是對(duì)于大尺寸FRP約束混凝土方形截面柱的試驗(yàn)研究很少也不系統(tǒng),是目前研究的盲區(qū),制約了FRP約束混凝土的發(fā)展和應(yīng)用。本次試驗(yàn)基于對(duì)7種不同倒角半徑的大尺寸CFRP約束混凝土方柱的軸心抗壓試驗(yàn),獲取了各組試件的破壞模式、抗壓強(qiáng)度、應(yīng)力-應(yīng)變曲線(xiàn)、外包CFRP應(yīng)變分布等基本力學(xué)性能,并與已有小尺寸試件的試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了比較和分析。研究結(jié)果表明:試件的抗壓強(qiáng)度隨倒角半徑比的增大而增大,但外包CFRP對(duì)直角試件幾乎無(wú)增強(qiáng)作用;所有試件的破壞都由外包CFRP的拉斷導(dǎo)致,斷裂位置均位于倒角范圍內(nèi),應(yīng)力集中現(xiàn)象明顯;約束效應(yīng)比MCR可以較好的反映尺寸效應(yīng)對(duì)CFRP約束試件的抗壓強(qiáng)度影響,試件尺寸的增大顯著降低CFRP的約束效應(yīng);外包CFRP的極限應(yīng)變低于其材性試驗(yàn)結(jié)果的35%以上,明顯大于對(duì)應(yīng)的小試件試驗(yàn)結(jié)果;已有FRP約束混凝土方柱的強(qiáng)度模型對(duì)本試驗(yàn)的抗壓強(qiáng)度的預(yù)測(cè),與實(shí)測(cè)結(jié)果差異顯著,有必要考慮尺寸效應(yīng)的影響;收集整理國(guó)內(nèi)外已有的試驗(yàn)數(shù)據(jù),歸納現(xiàn)有的比較具有代表性的FRP約束混凝土方柱強(qiáng)度模型,通過(guò)誤差平方和為指標(biāo)對(duì)現(xiàn)有強(qiáng)度模型進(jìn)行評(píng)價(jià),在已有的研究基礎(chǔ)上,對(duì)FRP約束混凝土矩形柱強(qiáng)度模型進(jìn)行修正,得到較好的結(jié)果。此外本文還確定FRP約束混凝土方柱的材料本構(gòu)、單元類(lèi)型等,運(yùn)用ANSYS程序計(jì)算不同影響參數(shù)下的FRP約束混凝土方柱的極限承載力,將試驗(yàn)結(jié)果與計(jì)算結(jié)果進(jìn)行對(duì)比分析,發(fā)現(xiàn)吻合程度較好,說(shuō)明有限元模型選取的合理可以較好的預(yù)測(cè)纖維約束混凝土方柱的受力性能,同時(shí)利用有限元分析外包層數(shù)、纖維布種類(lèi)對(duì)約束效應(yīng)的影響,這對(duì)減少試驗(yàn)量,獲取更多有益數(shù)據(jù)等有重要意義。
[Abstract]:Fiber reinforced plastic (FRP) materials because of its excellent performance, simple construction, good corrosion resistance and other characteristics in the reinforcement of concrete structure is widely used. However, the basic research work is not enough, especially for the testing of large size FRP confined concrete square columns there is little not system, is the research area, which restrict the development and application of FRP confined concrete. The test of axial compressive test of CFRP confined concrete square columns of 7 different chamfer radius size based on the failure mode, the group's compressive strength, stress-strain curve, basic the mechanical strain distribution of CFRP outsourcing performance, and the test results were analyzed and compared with the existing small size test. The results show that the compressive strength of the chamfer radius ratio increases, but the outsourcing CFRP The rectangular specimens almost no enhancement; all the specimens of the destruction caused by breaking the outsourcing of CFRP, fault location are located in the chamfering range, the stress concentration phenomenon is obvious; reflect the size effect of the confinement effect than MCR can be used to test the compressive strength of the CFRP constraint, the increase of specimen size significantly reduced constraint the effect of CFRP; more than CFRP below the limit strain of outsourcing material test results of 35%, significantly greater than the corresponding small specimen test results; strength model of FRP confined concrete square columns has forecast the compressive strength of the test, the difference with the measured results significantly, it is necessary to consider the influence of size effect; experimental data in China the existing collection, induction and comparison with FRP confined concrete square column strength model representative of the existing through square error and evaluation on the existing strength model in the existing index. On the basis of the study, on the strength of FRP confined concrete rectangular column model is modified, the result is good. In addition, FRP confined concrete square column material constitutive, unit type, calculation under different influence parameters of FRP confined concrete columns of the ultimate bearing capacity by using ANSYS program, the test results and calculation results comparative analysis found that consistent, mechanical properties of selected finite element model can well predict the reasonable fiber confined concrete square columns, and by using the finite element analysis of outsourcing layers, effects of fiber cloth type on the confinement effect, to reduce the amount of test, have important significance to get more useful data.

【學(xué)位授予單位】：湖南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類(lèi)號(hào)】：TU37

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本文編號(hào)：1516718