GFRP管实心混凝土长柱力学性能研究

发布时间：2017-06-13 13:09

  本文关键词：GFRP管实心混凝土长柱力学性能研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：随着科学技术的不断进步和社会发展的需求,实际建设项目涉及的工程环境越来越复杂,尤其是沿海与海洋工程项目的增多,使得耐腐蚀性能良好的FRP组合结构得到了越来越广泛的应用,其中包括GFRP管混凝土组合柱。因此,在建筑结构领域深入广泛地开展该类构件受力性能的实验研究和理论分析十分必要。目前关于GFRP管混凝土柱的研究绝大多数是针对组合短柱,而实际工程中还存在着大量长细比较大的柱。为了丰富中长柱研究领域的成果,本文首先对GFRP管组合长柱进行了轴压和低周往复加载试验,结果表明该类构件具有良好的轴压和抗震性能,且GFRP纤维缠绕角度的变化对长柱的力学性能有所影响。在试验的基础上,采用ABAQUS有限元分析软件对不同工况下的组合长柱进行了轴压和抗震性能数值模拟研究,得出长细比、轴压比和GFRP纤维缠绕角度等因素的变化对该类构件的轴向荷载位移曲线、滞回曲线和骨架曲线等表征构件力学性能的曲线的影响规律。同时基于试验和数值分析结果提出了GFRP管混凝土组合长柱轴压承载力的计算公式,重点说明了稳定系数和侧向作用力提高系数的确定方法,并验证了公式的合理性。此外,通过对有限元模拟结果的分析,建立了组合长柱滞回曲线的简化模型,并对简化模型的主要参数进行了回归和推导,得出其基本计算方法。
【关键词】：GFRP管组合长柱 轴压承载力 抗震性能 滞回模型
【学位授予单位】：浙江工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TU398.9
【目录】：

• 摘要3-5
• ABSTRACT5-9
• 符号说明9-11
• 一、主要符号9-11
• 第1章 绪论11-18
• 1.1 课题研究的背景及意义11-12
• 1.2 国内外研究现状12-16
• 1.2.1 FRP约束混凝土组合长柱的轴心受压性能研究12-13
• 1.2.2 FRP约束混凝土组合长柱的偏压性能研究13-14
• 1.2.3 FRP约束混凝土组合长柱的抗震性能研究14-16
• 1.3 课题研究的主要内容16-17
• 1.4 本课题研究的创新点17-18
• 第2章 GFRP管混凝土长柱力学性能试验研究18-33
• 2.1 试件的设计与制作18-19
• 2.2 材料力学性能试验19-20
• 2.3 组合长柱的轴压试验研究20-27
• 2.3.1 试验加载设备和加载法则21-22
• 2.3.2 试验数据测定22
• 2.3.3 试验现象与结果22-27
• 2.4 组合长柱的抗震性能试验研究27-32
• 2.4.1 试验加载设备和加载制度27-29
• 2.4.2 试验数据测定29
• 2.4.3 试验现象与结果29-32
• 2.5 本章小结32-33
• 第3章 GFRP管混凝土长柱极限承载力有限元分析33-53
• 3.1 概述33-35
• 3.1.1 ABAQUS有限元功能与应用33-34
• 3.1.2 ABAQUS软件介绍34-35
• 3.1.3 有限单元法概述35
• 3.2 材料的本构关系35-43
• 3.2.1 混凝土的应力应变本构关系35-37
• 3.2.2 混凝土塑性损伤因子计算37-38
• 3.2.3 GFRP管的工程参数38-41
• 3.2.4 Hashin失效准则41-43
• 3.3 GFRP管混凝土长柱有限元分析工况43
• 3.4 有限元模型的建立43-46
• 3.4.1 单元选取和参数设定43-44
• 3.4.2 模型网格的划分和边界条件的设定44-45
• 3.4.3 分析步的定义和求解过程45-46
• 3.5 模型计算结果46-52
• 3.5.1 不同长细比构件的荷载位移曲线分析46-50
• 3.5.2 不同纤维缠绕角度构件的荷载位移曲线分析50-52
• 3.6 本章小结52-53
• 第4章 GFRP管混凝土长柱承载力计算方法53-59
• 4.1 GFRP管混凝土组合短柱计算模型53-55
• 4.2 GFRP管混凝土长柱稳定系数55-58
• 4.3 本章小结58-59
• 第5章 GFRP管混凝土长柱抗震性能有限元分析59-89
• 5.1 GFRP管混凝土长柱有限元模型参数59
• 5.2 混凝土模型滞回规则59-61
• 5.3 有限元模型的建立及加载方式61-62
• 5.4 收敛准则62
• 5.5 屈服位移的确定62-64
• 5.6 数值分析结果的验证64-66
• 5.7 滞回性能参数分析66-77
• 5.7.1 轴压比对滞回性能的影响分析66-70
• 5.7.2 长细比对滞回性能的影响分析70-73
• 5.7.3 纤维缠绕角度对滞回性能的影响分析73-77
• 5.8 骨架曲线参数分析77-87
• 5.8.1 轴压比对骨架曲线的影响分析77-80
• 5.8.2 长细比对骨架曲线的影响分析80-84
• 5.8.3 纤维缠绕角度对骨架曲线的影响分析84-87
• 5.9 本章小结87-89
• 第6章 P-△滞回曲线的简化模型89-103
• 6.1 基本假定89-90
• 6.2 滞回曲线模型参数的确定90-101
• 6.2.1 弹性阶段等效刚度K_a90-91
• 6.2.2 A点屈服荷载P_V的计算91-95
• 6.2.3 B点极限荷载P_u的确定95-96
• 6.2.4 B点极限位移△_u的确定96-98
• 6.2.5 弹塑性阶段刚度K_V的确定98
• 6.2.6 骨架曲线第三阶段刚度K_T的确定98-100
• 6.2.7 卸载阶段刚度K_d的确定100-101
• 6.3 本章小结101-103
• 第7章 结论和展望103-106
• 7.1 结论103-104
• 7.2 展望104-106
• 参考文献106-110
• 作者在攻读硕士学位期间所取得的科研成果110-111
• 致谢111

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

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10 常占宏;;FRP-混凝土轴压短柱的极限承载力研究[J];上海公路;2009年02期

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本文编号：446608