【摘要】：采用碳纖維增強(qiáng)復(fù)合塑料(CFRP)加固鋼管混凝土是一種快捷、經(jīng)濟(jì)和有效的方法,國(guó)內(nèi)外也已對(duì)該方面進(jìn)行了大量的研究。然而,對(duì)采用CFRP加固鋼管混凝土偏拉構(gòu)件的研究卻十分少。由于鋼管混凝土結(jié)構(gòu)在工程實(shí)踐的應(yīng)用中承受偏拉荷載的情況是很常見的,因此對(duì)CFRP加固鋼管混凝土偏拉性能的研究也十分必要。本文采用試驗(yàn)研究和理論分析相結(jié)合的方法,深入研究CFRP加固鋼管混凝土偏拉的力學(xué)性能。主要進(jìn)行了以下幾個(gè)方面的工作：(1)首先較為系統(tǒng)地綜述了國(guó)內(nèi)外相關(guān)的研究現(xiàn)狀,以論證本課題研究的必要性和可行性。(2)共進(jìn)行了19個(gè)構(gòu)件(包括軸拉和偏拉)的試驗(yàn)研究,其中包括13個(gè)采用CFRP加固的構(gòu)件和6個(gè)未加固的對(duì)比構(gòu)件。試驗(yàn)的主要參數(shù)為：CFRP層數(shù).CFRP加固方式和荷載偏心率等。試驗(yàn)結(jié)果表明采用CFRP對(duì)鋼管混凝土進(jìn)行受拉加固能夠明顯地提高其承載力。(3)建議了適于在有限元軟件ABAQUS中使用的FRP材料模型,并基于該模型進(jìn)行數(shù)值模擬,利用試驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證了該有限元模型的精度和可靠性。(4)利用有限元模型對(duì)CFRP加固鋼管混凝土軸拉和偏拉的力學(xué)性能進(jìn)行機(jī)理分析,主要分析了CFRP.鋼管和混凝土的應(yīng)力應(yīng)變狀態(tài)以及它們之間的接觸應(yīng)力。同時(shí)還進(jìn)行了大量的參數(shù)分析,主要分析管混凝土強(qiáng)度、鋼管屈服強(qiáng)度、含鋼率、CFRP厚度和荷載偏心率等參數(shù)對(duì)構(gòu)件承載力的影響規(guī)律。(5)最終基于機(jī)理分析和參數(shù)分析的結(jié)論,建議了CFRP加固鋼管混凝土軸拉和偏拉承載力的計(jì)算公式,簡(jiǎn)化計(jì)算結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果吻合較好,可為工程實(shí)踐提供參考。
[Abstract]:It is a quick, economical and effective method to strengthen concrete-filled steel tube (CFST) with carbon fiber reinforced plastic (CFRP), and a great deal of research on this aspect has been done at home and abroad. However, there is little research on concrete-filled steel tube (CFST) eccentrically tensile members strengthened by CFRP. It is very common for concrete-filled steel tube (CFST) structure to bear eccentricity load in engineering practice, so it is necessary to study the eccentricity of concrete-filled steel tube (CFST) strengthened by CFRP. In this paper, the mechanical properties of concrete filled steel tubular (CFST) reinforced with CFRP are studied by means of the combination of experimental research and theoretical analysis. The main work is as follows: (1) at first, the related research situation at home and abroad is summarized systematically. In order to demonstrate the necessity and feasibility of the study, (2) A total of 19 members (including axial tension and deflecting tension) were tested, including 13 CFRP reinforced members and 6 unreinforced contrast members. The main parameters of the test are as follows: the number of CFRP layers, the reinforcement mode and the eccentricity of load. The experimental results show that the bearing capacity of concrete-filled steel tube (CFST) can be significantly improved by using CFRP. (3) A FRP material model suitable for use in the finite element software ABAQUS is proposed, and the numerical simulation based on the model is carried out. The accuracy and reliability of the finite element model are verified by the test results. (4) the mechanical properties of CFRP reinforced concrete filled steel tube (CFST) under axial tension and eccentricity are analyzed by using the finite element model, and the CFRP. is mainly analyzed. The stress-strain state of steel tube and concrete and the contact stress between them. At the same time, a large number of parameters are analyzed, such as the strength of pipe concrete, the yield strength of steel pipe, the steel content, and so on. The influence of parameters such as CFRP thickness and eccentricity of load on the bearing capacity of concrete-filled steel tube (CFST) is studied. (5) based on the conclusion of mechanism analysis and parametric analysis, the calculation formulas of axial tension and eccentricity of concrete-filled steel tube reinforced with CFRP are proposed. The simplified calculation results are in good agreement with the experimental results, which can provide reference for engineering practice.
【學(xué)位授予單位】：福州大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號(hào)】：TU398.9

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本文編號(hào)：2469892