CFRP約束鋼管混凝土偏心受壓柱的力學(xué)性能研究
發(fā)布時間：2020-12-07 17:33
鋼管混凝土柱已有100多年的歷史了,它較素混凝土柱具有較高的承載力、較好的延性等力學(xué)性能,同時它的應(yīng)用也使施工過程變得簡潔方便,鋼管本身就可以作為一個模板,省去了支模、拆模的過程,近些年鋼管混凝土柱被廣泛的應(yīng)用于高層建筑、橋梁工程等結(jié)構(gòu)中用于承受大荷載作用。但當(dāng)荷載特別大時,柱子的需要的尺寸較大,此時需要的大直徑、厚壁鋼管供貨渠道不多。CFRP約束鋼管混凝土柱便是在鋼管約束混凝土柱的基礎(chǔ)上外粘貼CFRP布,粘貼的CFRP布不但可以增強約束作用,減少鋼管厚度,延緩鋼材屈曲,還可以起到防腐蝕的作用。該組合結(jié)構(gòu)將鋼管混凝土柱和FRP約束混凝土柱的優(yōu)點進行了結(jié)合。柱子在實際的受力過程中通常既受彎矩的作用也受軸力的作用,可以將該受力情況等效為,一個偏心的軸向力,本文通過理論分析與有限元試驗相結(jié)合的方法,對CFRP約束鋼管混凝土偏心受壓柱的力學(xué)性能進行研究,主要工作如下:（1）為對CFRP約束鋼管混凝土柱偏心受壓力學(xué)性能進行研究,首先利用ABAQUS建立了其有限元模型,并將模擬計算結(jié)果的破壞模態(tài)、荷載-位移曲線以及極限承載力與以往的CFRP約束鋼管混凝土柱偏壓試驗的實驗結(jié)果進行對比,較為充分的說明...
【文章來源】：東北石油大學(xué)黑龍江省
【文章頁數(shù)】：82 頁
【學(xué)位級別】：碩士
【部分圖文】：
CFRP與金屬在工程中的應(yīng)用
圖 1.2 CFRP-鋼管混凝土柱示意圖通常受軸力和彎矩的共同作用，由于兩個個偏心的軸向力 N，稱為偏心受壓（拉）束鋼管混凝土柱偏心受壓性能進行研究。管混凝土構(gòu)件的研究中，有關(guān) FRP 應(yīng)用件，加固老化的構(gòu)件等，相比于加固方面的管約束混凝土的相關(guān)方面研究相對較關(guān)方面研究進行歸納整理。ica 等[7]研究了用于水下的鋼管結(jié)構(gòu)修復(fù)的裹的管的極限強度分別比裸鋼管提高 16hoi 等[8]為了強化傳統(tǒng)的 CFST 柱系統(tǒng)，提
防止鋼管的局部屈曲，繼而可以考慮使用薄壁鋼管，減輕結(jié)構(gòu)自重。由于內(nèi)部在，該材料比復(fù)合材料套筒混凝土結(jié)構(gòu)的延性更高，有著廣泛的經(jīng)濟價值和應(yīng)018 年 Jingfeng Wang 等[34]進行了 CFRP 帶部分約束的圓形鋼管混凝土短柱偏心的實驗和數(shù)值分析。對九個 CFRP 加強的 CFST 短柱和一個無約束 CFST 短柱心壓縮試驗，試驗詳圖如圖 1.3 所示。此外，在考慮復(fù)合材料柱接觸相互作用有限元（FE）建模的基礎(chǔ)上，通過偏心荷載（N）- 縱向縮短（δ）曲線和破測試結(jié)果進行了驗證。然后，還評估了擴展參數(shù)對 CFRP 加固圓形鋼管混凝土壓性能的影響。同時，在統(tǒng)一理論的基礎(chǔ)上，提出了一種簡化的偏心荷載復(fù)合法。實驗和分析數(shù)據(jù)表明：CFRP 加固圓形鋼管混凝土短柱的偏心抗壓強度明荷載、CFRP 約束效應(yīng)系數(shù)、鋼材強度、核心混凝土強度和 CFRP 強度的影響的簡化經(jīng)驗公式可以為在工程實踐中設(shè)計這種類型的復(fù)合結(jié)構(gòu)提供合理的方法 帶的外包裹有效地提供外部約束壓力，旨在延遲鋼管的局部屈曲，還增強承載而軸向承載能力的增加主要取決于 CFRP 帶之間的適當(dāng)間隔。
【參考文獻】：
期刊論文
[1]碳纖維增強聚合物-方形截面鋼管混凝土構(gòu)件扭轉(zhuǎn)性能試驗研究[J]. 王慶利,凌張娜,陳東. 建筑結(jié)構(gòu)學(xué)報. 2017(S1)
[2]圓CFRP-鋼管混凝土壓彎構(gòu)件滯回性能的參數(shù)分析與恢復(fù)力模型[J]. 王慶利,牛獻軍,馮立明. 工程力學(xué). 2017(S1)
[3]鋼骨-圓鋼管高強混凝土組合柱偏心受壓有限元分析[J]. 徐亞豐,金松. 沈陽建筑大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2016(01)
[4]FRP—鋼復(fù)合管混凝土橋墩設(shè)計與應(yīng)用研究[J]. 翟存林,魏洋,李國芬,曹興. 公路. 2012(01)
[5]FRP約束鋼管混凝土長柱承載力研究[J]. 于峰,武萍. 玻璃鋼/復(fù)合材料. 2011(04)
[6]CFRP-鋼管混凝土結(jié)構(gòu)研究的進展與展望[J]. 王慶利,車媛,譚鵬宇,邵永波. 工程力學(xué). 2010(S2)
[7]基于雙剪統(tǒng)一強度理論的FRP約束混凝土的承載力[J]. 于峰,牛荻濤. 哈爾濱工業(yè)大學(xué)學(xué)報. 2009(12)
[8]圓CFRP-鋼管混凝土構(gòu)件受彎性能研究[J]. 王慶利,葉茂,周琳. 土木工程學(xué)報. 2008(10)
[9]CFRP鋼管混凝土長柱承載力的研究[J]. 顧威,趙穎華,賈永新. 工程力學(xué). 2008(07)
[10]混凝土單軸受力損傷本構(gòu)模型[J]. 丁發(fā)興,余志武,歐進萍. 長安大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2008(04)
博士論文
[1]CFRP-鋼管混凝土壓彎構(gòu)件的力學(xué)性能研究[D]. 車媛.大連理工大學(xué) 2013
[2]CFRP鋼管混凝土柱的力學(xué)性能研究[D]. 顧威.大連海事大學(xué) 2007
[3]鋼管混凝土局部受壓時的工作機理研究[D]. 劉威.福州大學(xué) 2005
碩士論文
[1]GFRP-鋼復(fù)合管約束再生混凝土柱的抗震性能試驗研究[D]. 方勁松.廣東工業(yè)大學(xué) 2018
[2]CFRP布加固鋼筋混凝土異形柱力學(xué)性能數(shù)值研究[D]. 鄔亞濱.東北石油大學(xué) 2017
[3]CFRP鋼管混凝土防撞墩臺結(jié)構(gòu)抗沖擊性能研究[D]. 于洋.大連海事大學(xué) 2017
[4]FRP約束矩形鋼筋混凝土柱反復(fù)受壓性能[D]. Haytham F.A. Isleem.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2015
[5]圓CFRP-鋼復(fù)合管約束混凝土短柱軸壓靜力性能試驗研究[D]. 苗亞軍.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2015
[6]CFRP管約束混凝土柱軸壓力學(xué)性能試驗研究[D]. 孔令鵬.浙江工業(yè)大學(xué) 2015
[7]鋼筋FRP管混凝土偏心受壓構(gòu)件力學(xué)性能的研究[D]. 呂仲亮.東北石油大學(xué) 2013
[8]鋼筋混凝土框架異型中節(jié)點抗剪承載力及ABAQUS非線性有限元分析[D]. 陳林.長安大學(xué) 2012
[9]鋼管混凝土柱軸壓承載力計算方法分析[D]. 時軍.大連理工大學(xué) 2012
[10]圬工拱橋倒塌模型試驗以及基于Abaqus的數(shù)值模擬研究[D]. 劉斐.浙江工業(yè)大學(xué) 2012
本文編號：2903641
【文章來源】：東北石油大學(xué)黑龍江省
【文章頁數(shù)】：82 頁
【學(xué)位級別】：碩士
【部分圖文】：
CFRP與金屬在工程中的應(yīng)用
圖 1.2 CFRP-鋼管混凝土柱示意圖通常受軸力和彎矩的共同作用，由于兩個個偏心的軸向力 N，稱為偏心受壓（拉）束鋼管混凝土柱偏心受壓性能進行研究。管混凝土構(gòu)件的研究中，有關(guān) FRP 應(yīng)用件，加固老化的構(gòu)件等，相比于加固方面的管約束混凝土的相關(guān)方面研究相對較關(guān)方面研究進行歸納整理。ica 等[7]研究了用于水下的鋼管結(jié)構(gòu)修復(fù)的裹的管的極限強度分別比裸鋼管提高 16hoi 等[8]為了強化傳統(tǒng)的 CFST 柱系統(tǒng)，提
防止鋼管的局部屈曲，繼而可以考慮使用薄壁鋼管，減輕結(jié)構(gòu)自重。由于內(nèi)部在，該材料比復(fù)合材料套筒混凝土結(jié)構(gòu)的延性更高，有著廣泛的經(jīng)濟價值和應(yīng)018 年 Jingfeng Wang 等[34]進行了 CFRP 帶部分約束的圓形鋼管混凝土短柱偏心的實驗和數(shù)值分析。對九個 CFRP 加強的 CFST 短柱和一個無約束 CFST 短柱心壓縮試驗，試驗詳圖如圖 1.3 所示。此外，在考慮復(fù)合材料柱接觸相互作用有限元（FE）建模的基礎(chǔ)上，通過偏心荷載（N）- 縱向縮短（δ）曲線和破測試結(jié)果進行了驗證。然后，還評估了擴展參數(shù)對 CFRP 加固圓形鋼管混凝土壓性能的影響。同時，在統(tǒng)一理論的基礎(chǔ)上，提出了一種簡化的偏心荷載復(fù)合法。實驗和分析數(shù)據(jù)表明：CFRP 加固圓形鋼管混凝土短柱的偏心抗壓強度明荷載、CFRP 約束效應(yīng)系數(shù)、鋼材強度、核心混凝土強度和 CFRP 強度的影響的簡化經(jīng)驗公式可以為在工程實踐中設(shè)計這種類型的復(fù)合結(jié)構(gòu)提供合理的方法 帶的外包裹有效地提供外部約束壓力，旨在延遲鋼管的局部屈曲，還增強承載而軸向承載能力的增加主要取決于 CFRP 帶之間的適當(dāng)間隔。
【參考文獻】：
期刊論文
[1]碳纖維增強聚合物-方形截面鋼管混凝土構(gòu)件扭轉(zhuǎn)性能試驗研究[J]. 王慶利,凌張娜,陳東. 建筑結(jié)構(gòu)學(xué)報. 2017(S1)
[2]圓CFRP-鋼管混凝土壓彎構(gòu)件滯回性能的參數(shù)分析與恢復(fù)力模型[J]. 王慶利,牛獻軍,馮立明. 工程力學(xué). 2017(S1)
[3]鋼骨-圓鋼管高強混凝土組合柱偏心受壓有限元分析[J]. 徐亞豐,金松. 沈陽建筑大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2016(01)
[4]FRP—鋼復(fù)合管混凝土橋墩設(shè)計與應(yīng)用研究[J]. 翟存林,魏洋,李國芬,曹興. 公路. 2012(01)
[5]FRP約束鋼管混凝土長柱承載力研究[J]. 于峰,武萍. 玻璃鋼/復(fù)合材料. 2011(04)
[6]CFRP-鋼管混凝土結(jié)構(gòu)研究的進展與展望[J]. 王慶利,車媛,譚鵬宇,邵永波. 工程力學(xué). 2010(S2)
[7]基于雙剪統(tǒng)一強度理論的FRP約束混凝土的承載力[J]. 于峰,牛荻濤. 哈爾濱工業(yè)大學(xué)學(xué)報. 2009(12)
[8]圓CFRP-鋼管混凝土構(gòu)件受彎性能研究[J]. 王慶利,葉茂,周琳. 土木工程學(xué)報. 2008(10)
[9]CFRP鋼管混凝土長柱承載力的研究[J]. 顧威,趙穎華,賈永新. 工程力學(xué). 2008(07)
[10]混凝土單軸受力損傷本構(gòu)模型[J]. 丁發(fā)興,余志武,歐進萍. 長安大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2008(04)
博士論文
[1]CFRP-鋼管混凝土壓彎構(gòu)件的力學(xué)性能研究[D]. 車媛.大連理工大學(xué) 2013
[2]CFRP鋼管混凝土柱的力學(xué)性能研究[D]. 顧威.大連海事大學(xué) 2007
[3]鋼管混凝土局部受壓時的工作機理研究[D]. 劉威.福州大學(xué) 2005
碩士論文
[1]GFRP-鋼復(fù)合管約束再生混凝土柱的抗震性能試驗研究[D]. 方勁松.廣東工業(yè)大學(xué) 2018
[2]CFRP布加固鋼筋混凝土異形柱力學(xué)性能數(shù)值研究[D]. 鄔亞濱.東北石油大學(xué) 2017
[3]CFRP鋼管混凝土防撞墩臺結(jié)構(gòu)抗沖擊性能研究[D]. 于洋.大連海事大學(xué) 2017
[4]FRP約束矩形鋼筋混凝土柱反復(fù)受壓性能[D]. Haytham F.A. Isleem.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2015
[5]圓CFRP-鋼復(fù)合管約束混凝土短柱軸壓靜力性能試驗研究[D]. 苗亞軍.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2015
[6]CFRP管約束混凝土柱軸壓力學(xué)性能試驗研究[D]. 孔令鵬.浙江工業(yè)大學(xué) 2015
[7]鋼筋FRP管混凝土偏心受壓構(gòu)件力學(xué)性能的研究[D]. 呂仲亮.東北石油大學(xué) 2013
[8]鋼筋混凝土框架異型中節(jié)點抗剪承載力及ABAQUS非線性有限元分析[D]. 陳林.長安大學(xué) 2012
[9]鋼管混凝土柱軸壓承載力計算方法分析[D]. 時軍.大連理工大學(xué) 2012
[10]圬工拱橋倒塌模型試驗以及基于Abaqus的數(shù)值模擬研究[D]. 劉斐.浙江工業(yè)大學(xué) 2012
本文編號：2903641
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