本文選題：CFRP鋼管混凝土　切入點：防腐　出處：《大連海事大學》2017年碩士論文

【摘要】：隨著時代的進步,科學技術的發(fā)展,新材料、新技術呼之欲出。CFRP作為一種新型復合材料問世以來,其力學性能優(yōu)勢明顯。FRP(fiber reinforced plastics)復合材料主要有碳纖維(CFRP)、芳綸纖維(AFRP)及玻璃纖維(GFRP)等,其材料形式主要有片材、棒材和型材。CFRP的共同優(yōu)點是:輕質高強、高彈模、抗疲勞、耐腐蝕耐久性能好、熱膨脹系數(shù)低等。另外,CFRP復合材料可以節(jié)省材料、自由裁剪、施工方便且速度快,雖然其前期投資較大,但維護成本低,經(jīng)濟效益明顯。因此,CFRP新型復合材料應用潛力巨大。在實際工程中,沖擊問題無處不在,因此提高結構的抗沖擊性能意義重大。鋼管混凝土構件的優(yōu)越的抗沖擊性能已被大量學者論證,而CFRP約束鋼管混凝土構件在力學性能上有著更多優(yōu)點,尤其是側向沖擊性能的優(yōu)勢,在近些年已有學者對其加以充分論證。因此,FRP鋼管混凝土構件應用于整個結構以提高其抗沖擊性能具有重要的工程意義�；贑FRP鋼管混凝土的優(yōu)異防腐蝕性能,本文以防撞墩臺為例嘗試這種新型結構的工程應用。首先簡要介紹沖擊動力學理論以及國內外幾個經(jīng)典船撞力經(jīng)驗公式,通過本文研究模型的船型參數(shù),估算出防撞墩臺所受船撞力的大致范圍。為了充分對比分析,本文分別建立經(jīng)過材料均勻化等效后的鋼筋混凝土防撞墩臺和不同設計方案下的CFRP鋼管混凝土防撞墩臺有限元模型,并分別在相同荷載及邊界條件下運用有限元軟件ABAQUS進行船撞模擬,論證CFRP鋼管混凝土防撞墩臺的優(yōu)越的抗沖擊性能以及對CFRP鋼管混凝土防撞墩臺的各個設計方案對應的模擬結果進行多方面的對比分析。最后對鋼筋混凝土樁基結構及各個設計方案所對應的CFRP鋼管混凝土樁基結構的優(yōu)勢進行定性分析,進一步論證應用CFRP鋼管混凝土樁代替原有防撞墩臺的鋼筋混凝土樁的可行性。
[Abstract]:With the progress of the times, the development of science and technology, new materials and new technologies are ready to emerge. CFRP as a new composite material has come out. Its mechanical properties are obvious. FRP fiber reinforced plastics.Composites mainly include carbon fiber CFRP, aramid fiber AFRPand fiberglass fiber GFRP. its material forms mainly include sheet, bar and section. The common advantages of CFRP are: light and high strength, high elastic modulus, anti-fatigue, etc. In addition, CFRP composite materials can save materials, freely cut, easy and fast construction, although its upfront investment is large, but the maintenance cost is low, the corrosion resistance and durability are good, the coefficient of thermal expansion is low, and so on. The economic benefit is obvious. Therefore, the application potential of CFRP composite is great. In practical engineering, the impact problem is ubiquitous. Therefore, it is of great significance to improve the impact resistance of concrete filled steel tube members. The superior impact resistance of concrete filled steel tubular members has been demonstrated by a large number of scholars, while the CFRP confined concrete filled steel tube members have more advantages in mechanical properties. In particular, the advantages of lateral impact performance, In recent years, it has been fully demonstrated by scholars. Therefore, it is of great engineering significance to apply FRP-filled concrete filled steel tube members to the whole structure in order to improve its impact resistance. Based on the excellent corrosion resistance of CFRP concrete filled steel tube, This paper takes the anti-collision pier and abutment as an example to try the engineering application of this new structure. Firstly, the theory of impact dynamics and several classical empirical formulas of ship collision force at home and abroad are briefly introduced. The ship type parameters of the model are studied in this paper. The approximate range of collision force against collision pier and abutment is estimated. In this paper, the finite element models of reinforced concrete anti-collision pier abutment after homogenization of material and CFRP steel tube concrete anti-collision pier abutment under different design schemes are established respectively. Under the same load and boundary condition, the ship collision simulation is carried out by using the finite element software ABAQUS. The paper demonstrates the superior impact resistance of CFRP concrete filled steel tubular pier abutment and the simulation results corresponding to each design scheme of CFRP concrete filled steel tube pier abutment. Finally, the joint of reinforced concrete pile foundation is compared and analyzed. The advantages of CFRP CFST pile foundation structure corresponding to each design scheme are qualitatively analyzed. The feasibility of using CFRP concrete filled steel tube pile to replace the original reinforced concrete pile with anti-collision abutment is further demonstrated.
【學位授予單位】：大連海事大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：U656

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