發(fā)布時間：2018-05-09 14:30

  本文選題：CFRP-鋼組合板 + 極限承載力��； 參考：《東南大學》2015年碩士論文

【摘要】：碳纖維(CFRP)加固、修復工程結構是近年來熱門研究課題之一,其應用日益廣泛。目前,CFRP加固、修復混凝土結構、砌體結構已經(jīng)有了比較系統(tǒng)的研究,但是在加固、修復鋼結構方面尚顯不足。本文對CFRP-鋼組合板面內受壓性能進行了系統(tǒng)的研究。本文自行設計了可以進行組合板面內受壓性能測試的實驗裝置和組合板試件,設計試驗參數(shù)包括不同貼布方式、邊界情況、試件寬厚比、長寬比,對36塊CFRP-鋼組合板受壓性能進行了試驗研究,觀察了組合板的受力特點、破壞形態(tài)、極限承載力和荷載-撓度曲線等。試驗結果表明：基體為較薄的鋼板制作而成的CFRP-鋼組合板,極限承載力提高很明顯；無論哪種寬厚比、單雙面貼布還是長寬比不同,三邊簡支時組合板極限承載力提高程度對于四邊簡支時大,尤其當寬厚比越大時,三邊簡支的組合板極限承載力提高越明顯；長寬比對組合板的極限承載力影響不大。長寬比較大的組合板極限承載力略微增大,可以忽略不計。對CFRP-鋼組合板進行了有限元模擬分析。首先建立了考慮膠層的CFRP-鋼組合板模型,膠層采用內聚單元模擬,將有限元數(shù)值模擬得到的極限承載力、破壞模式、荷載-撓度曲線分別與試驗得到的極限承載力、破壞模式、荷載-撓度曲線進行對比,結果表明本文建立的有限元模型能夠準確的模擬CFRP-鋼組合板極限承載力、破壞模式、荷載-撓度曲線,具有良好的可靠性和適用性。再基于假定的等效應力應變曲線建立了組合板有限元模型進行了驗證,該本構模型可以較為準確的模擬出組合板的極限承載力�；谟邢拊Ｐ蛯τ绊慍FRP-鋼組合板參數(shù)進行了擴展分析。最后結合有限元結果和數(shù)值模擬結果擬合出四邊簡支,三邊簡支一邊自由時組合板變形能力的穩(wěn)定曲線和承載力的穩(wěn)定曲線,這些曲線大致能得出常見寬厚比范圍內的三邊簡支一邊自由和四邊簡支時CFRP-鋼組合板的承載力；相對鋼板的穩(wěn)定曲線,組合板的極限承載力得到提高。再按照層合板理論,推導出CFRP-鋼組合板的四邊簡支、三邊簡支一邊自由時彈性屈曲荷載,分析這些公式可知碳纖維布對鋼板彈性屈曲荷載的提高基本沒有影響,并將公式運用在鋼結構加固中的板件設計上。
[Abstract]:Carbon fiber reinforced concrete (CFRP) is one of the most popular research topics in recent years, and its application is becoming more and more extensive. At present, CFRP strengthening, repairing concrete structures and masonry structures have been studied systematically, but the reinforcement and repair of steel structures are still insufficient. In this paper, the in-plane compressive properties of CFRP-steel composite plates are systematically studied. In this paper, we have designed the experimental device and the composite plate specimen which can be used to test the in-plane compression performance of the composite plate. The design test parameters include the different bonding methods, the boundary conditions, the ratio of width to thickness of the specimen, the ratio of length to width, the ratio of width to thickness and the ratio of length to width. The compressive behavior of 36 CFRP- steel composite plates was studied experimentally. The mechanical characteristics, failure patterns, ultimate bearing capacity and load-deflection curves of composite plates were observed. The test results show that the ultimate bearing capacity of CFRP- steel composite plate made of thin steel plate is obviously increased. The increasing degree of ultimate bearing capacity of composite plate with three sides simply supported is greater than that with simple support on four sides, especially when the ratio of width to thickness is larger, the ultimate bearing capacity of composite plate with three sides simply supported increases more obviously, and the ratio of length to width has little effect on the ultimate bearing capacity of composite plate. The ultimate bearing capacity of composite plate with large length and width increases slightly and can be ignored. The CFRP-steel composite plate is simulated by finite element method. Firstly, the CFRP- steel composite plate model considering rubber layer is established. The ultimate bearing capacity, failure mode, load-deflection curve obtained by finite element numerical simulation and the ultimate bearing capacity and failure mode obtained by experiment are simulated by cohesive element method. The results show that the finite element model established in this paper can accurately simulate the ultimate bearing capacity, failure mode and load-deflection curve of CFRP- steel composite plate, and has good reliability and applicability. The finite element model of composite plate is established based on the assumed equivalent stress-strain curve. The constitutive model can accurately simulate the ultimate bearing capacity of composite plate. Based on the finite element model, the influence of CFRP-steel composite plate parameters is analyzed. Finally, combined with the finite element results and the numerical simulation results, the stability curves of the deformation capacity and the bearing capacity of the composite plates are obtained under the conditions of simply supported on four sides and free on the side of the three sides. These curves can roughly obtain the bearing capacity of CFRP- steel composite plate with three sides simply supported on one side and four sides simply supported in the range of width to thickness ratio, and the ultimate bearing capacity of composite plate can be improved relative to the stability curve of steel plate. Then according to the laminated plate theory, the elastic buckling load of CFRP- steel composite plate is derived when the CFRP- steel composite plate is simply supported on four sides and one side is free with three sides simply supported. The analysis of these formulas shows that carbon fiber sheet has no effect on the increase of elastic buckling load of steel plate. The formula is applied to the plate design of steel structure reinforcement.
【學位授予單位】：東南大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TU398.9;TU746.3

【相似文獻】

相關期刊論文 前10條

1 石建軍,孫冰,楊曉鋒,秦至謙,張志恒,周紹清;新型組合板的實驗研究[J];南華大學學報(自然科學版);2004年03期

2 聶建國;李法雄;;鋼—混凝土組合板單向受壓穩(wěn)定性研究[J];中國鐵道科學;2009年06期

3 韋慶白;;鋼竹組合板抗彎承載能力的理論分析[J];工業(yè)建筑;2010年S1期

4 楊勇;曾蘇生;聶建國;周現(xiàn)偉;霍旭東;;鋼板-輕骨料混凝土空心組合板受力性能試驗研究[J];建筑結構學報;2010年11期

5 ;采用通用有限元法分析組合板的剪切機理[J];鋼結構;2011年10期

6 史曉宇;陳世鳴;裘子豪;;組合板剪切-粘結機理及承載能力試驗[J];同濟大學學報(自然科學版);2012年05期

7 ;收縮對混凝土組合板長期應力與變形的影響[J];鋼結構;2012年06期

8 楊勇;李慧靜;薛建陽;;鋼板-混凝土空心組合板受力性能與設計方法研究[J];工業(yè)建筑;2012年12期

9 嚴正庭;鋼與混凝土組合板的極限狀態(tài)設計[J];工業(yè)建筑;1987年06期

10 吳凱華;王永喜;;鋼板夾芯砼組合板試驗方案的正交法設計[J];工程兵工程學院學報;1992年03期

相關會議論文 前10條

1 李曉冬;張毅剛;翟立國;;新型組合板及其受力性能的有限元分析[A];第六屆全國現(xiàn)代結構工程學術研討會論文集[C];2006年

2 夏志成;徐飛;王永喜;;鋼板夾芯混凝土組合板垂直抗剪強度的試驗研究[A];中國鋼協(xié)鋼-混凝土組合結構協(xié)會第五次年會論文集（下冊）[C];1995年

3 韋灼彬;張小鵬;王鐵成;趙領志;李增志;;新型鋼-混凝土組合板的試驗研究[A];中國鋼結構協(xié)會鋼-混凝土組合結構分會第十次年會論文集[C];2005年

4 毛小勇;張耀春;;新型鋼—混凝土組合板的非線性有限元分析[A];慶賀劉錫良教授執(zhí)教五十周年暨第一屆全國現(xiàn)代結構工程學術報告會論文集[C];2001年

5 王鐵成;韋灼彬;張小鵬;趙領志;李增志;;新型鋼-混凝土組合板的非線性分析[A];中國鋼結構協(xié)會鋼-混凝土組合結構分會第十次年會論文集[C];2005年

6 王鐵成;趙程;張小鵬;韋灼彬;;滑移對鋼—混凝土組合板撓度影響分析[A];第四屆全國現(xiàn)代結構工程學術研討會論文集[C];2004年

7 楊勇;杜明珠;聶建國;曹穎麗;;閉口型壓型鋼板-砼組合板動力特性研究[A];中國鋼協(xié)鋼-混凝土組合結構分會第十一次年會論文集[C];2007年

8 王鐵成;趙領志;韋灼彬;;鋼板型鋼-混凝土組合板受力性能分析[A];中國鋼結構協(xié)會鋼-混凝土組合結構分會第十次年會論文集[C];2005年

9 王鐵成;韋灼彬;張小鵬;趙程;李增志;;新型鋼-混凝土組合板的變形計算[A];中國鋼結構協(xié)會鋼-混凝土組合結構分會第十次年會論文集[C];2005年

10 余敏;查曉雄;陽松;桂雋;;金屬面聚氨酯、擠塑組合板剪力分配系數(shù)的研究[A];中國鋼協(xié)鋼-混凝土組合結構分會第十一次年會論文集[C];2007年

相關重要報紙文章 前1條

1 廣西 粟維瓊 汪梅;TL9319組合收音板的試用與改造[N];電子報;2006年

相關博士學位論文 前3條

1 毛學明;鋼—混凝土組合梁界面特性分析與加勁鋼板—混凝土組合板荷載分布寬度試驗研究[D];西南交通大學;2006年

2 張小鵬;SRC組合板試驗研究和性能分析[D];天津大學;2010年

3 韋灼彬;鋼筋混凝土樁基梁板碼頭爆炸毀傷及搶修技術研究[D];天津大學;2005年

相關碩士學位論文 前10條

1 于彩霞;型鋼—意楊膠合板組合板受彎性能試驗研究[D];南京林業(yè)大學;2015年

2 趙偉;組合板房的熱環(huán)境研究[D];西安工程大學;2015年

3 蔡俊;CFRP-鋼組合板受壓性能研究及在加固中的應用[D];東南大學;2015年

4 阮航;鋼板夾心混凝土組合板試驗研究與徐變分析[D];沈陽建筑大學;2011年

5 趙領志;鋼板型鋼—混凝土組合板試驗研究及有限元分析[D];天津大學;2004年

6 李慧靜;鋼板—混凝土空心組合板靜力性能試驗研究[D];西安建筑科技大學;2012年

7 孫冰;預應力輕骨料混凝土組合板的試驗研究及數(shù)值模擬[D];南華大學;2005年

8 曾蘇生;鋼板—輕骨料混凝土空心組合板靜力及疲勞性能試驗研究[D];西安建筑科技大學;2010年

9 趙程;型鋼—混凝土組合板力學性能的試驗研究[D];天津大學;2005年

10 楊倩;預應力鋼板夾心混凝土組合板受力性能研究[D];東北大學;2008年

，

本文編號：1866375