FRP-钢复合管约束混凝土方柱抗震性能研究

发布时间：2017-08-09 14:37

  本文关键词：FRP-钢复合管约束混凝土方柱抗震性能研究

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【摘要】：针对钢管混凝土柱耐腐蚀差、局部屈曲等问题,本文提出了将耐腐蚀的纤维材料FRP包裹在钢管约束混凝土方柱和钢管约束型钢混凝土方柱表面,组成FRP-钢复合管约束钢筋/型钢混凝土方柱构件,并对该组合柱的抗震性能开展了以下研究工作：(1)对3根边长300mm的GFRP-钢复合管约束钢筋混凝土方柱滞回性能试验进行了研究,并进行了1根CFRP-钢复合管约束钢筋混凝土方柱、1根钢管约束钢筋混凝土方柱和1根钢筋混凝土方柱对比试件的试验研究。试验中主要参数是包裹纤维种类(GFRP和CFRP)、包裹玻璃纤维GFRP层数(0层、6层和8层)、轴压比(0.3和0.45)。试验结果表明：GFRP和钢管提供的约束应力,能有效提高钢筋混凝土柱抗震的性能；GFRP包裹层数越多,GFRP-钢管复合约束柱承载力、延性和耗能能力提高越明显；随着轴压比增加,试件承载能力提高,但延性变差；(2)进行了2根FRP-钢管复合约束型钢混凝土方柱滞回性能试验研究,并进行了1根钢管约束型钢混凝土方柱对比试件的试验研究。试验中主要参数是包裹玻璃纤维GFRP层数(6层和8层)。GFRP-钢管复合约束型钢混凝土柱的承载力、延性和耗能能力得到了明显提升；GFRP包裹层数越多,GFRP-钢管复合约束柱承载力、延性和耗能能力提高越明显；GFRP对试件初始刚度影响基本无影响,但后期GFRP包裹层数越多刚度退化越缓慢。(3)利用OpenSees对FRP-钢复合管约束钢筋／型钢混凝土方柱抗震性能进行了模拟,模拟结果与试验结果基本吻合,验证了模型的正确性,并进行参数分析,结果表明强约束条件下钢管厚度增加,使构件承载力有所提高,对延性影响不明显；纵向配筋增加,试件承载力增加；轴压比增加使试件承载能力提高,但试件延性变差。
【关键词】：GFRP 方柱 滞回曲线 延性 耗能 OpenSees
【学位授予单位】：大连理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TU398.9;TU352.11
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 1 绪论9-18
• 1.1 研究背景9-11
• 1.2 钢管约束混凝土柱的研究现状11-13
• 1.3 FRP约束混凝土柱的研究现状13-15
• 1.4 FRP-钢复合约束钢筋混凝土柱研究现状15-16
• 1.5 本文主要研究内容16-18
• 2 FRP—钢复合管约束钢筋混凝土方柱抗震性能18-49
• 2.1 引言18
• 2.2 试验概况18-26
• 2.2.1 试验试件18-20
• 2.2.2 试件准备20
• 2.2.3 材料特性20-21
• 2.2.4 量测方案21-24
• 2.2.5 试验装置24
• 2.2.6 加载制度24-26
• 2.3 试验现象与结果26-43
• 2.3.1 试验概况26
• 2.3.2 试件S0G0Z126-29
• 2.3.3 试件S1G0Z129-31
• 2.3.4 试件S1G6Z131-35
• 2.3.5 试件S1G8Z135-38
• 2.3.6 试件S1C8Z138-40
• 2.3.7 试件S1G8Z240-43
• 2.4 试验结果讨论43-47
• 2.4.1 滞回曲线43
• 2.4.2 骨架曲线43-46
• 2.4.3 刚度退化46-47
• 2.4.4 耗能能力47
• 2.5 本章小结47-49
• 3 FRP-钢复合约束型钢混凝土方柱的抗震性能研究49-64
• 3.1 引言49
• 3.2 试验概况49-51
• 3.3 试验现象与结果51-58
• 3.3.1 试验概况51
• 3.3.2 试件G0Z151-53
• 3.3.3 试件G6Z153-56
• 3.3.4 试件G8Z156-58
• 3.4 试验结果讨论58-63
• 3.4.1 滞回曲线58-60
• 3.4.2 骨架曲线60-61
• 3.4.3 刚度退化61
• 3.4.4 耗能能力61-63
• 3.5 本章小结63-64
• 4 FRP—钢复合管约束混凝土柱滞回性能数值分析64-81
• 4.1 引言64
• 4.2 基于OPENSEES程序的滞回试验非线性分析64-76
• 4.2.1 OpenSees建模模块64-65
• 4.2.2 材料本构关系65-73
• 4.2.3 截面恢复力模型73
• 4.2.4 单元类型73-74
• 4.2.5 FRP-钢复合管约束钢筋混凝土方柱模型验证74-75
• 4.2.6 FRP-钢复合管约束型钢混凝土方柱模型验证75-76
• 4.3 FRP-钢约束混凝土方柱抗震性能参数分析76-79
• 4.3.1 轴压比影响76-77
• 4.3.2 钢管厚度影响77-78
• 4.3.3 剪跨比影响78-79
• 4.3.4 纵筋配筋率影响79
• 4.3.5 GFRP包裹层数影响79
• 4.3.6 GFRP包裹高度影响79
• 4.4 本章小结79-81
• 5 结论与展望81-82
• 参考文献82-86
• 攻读硕士学位期间发表学术论文情况86-87
• 致谢87-88

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 卢哲刚;姚谏;陈柏新;;FRP管-混凝土-钢管组合柱的界限长细比[J];空间结构;2013年01期

2 肖建庄;黄一杰;;GFRP管约束再生混凝土柱抗震性能与损伤评价[J];土木工程学报;2012年11期

3 王震宇;王代玉;吕大刚;郭瑞峰;;CFRP中等约束钢筋混凝土方柱单轴受压应力-应变模型[J];建筑结构学报;2011年04期

4 刘兰;;Axial Bearing Capacity of Short FRP Confined Concrete-filled Steel Tubular Columns[J];Journal of Wuhan University of Technology(Materials Science Edition);2010年03期

5 周绪红;刘界鹏;张素梅;;圆钢管约束钢筋混凝土短柱的轴压力学性能[J];工程力学;2009年11期

6 王连广;秦国鹏;周乐;;GFRP管钢骨高强混凝土组合柱轴心受压试验研究[J];工程力学;2009年09期

7 于清;陶忠;陈志波;吴颖星;;钢管约束混凝土纯弯构件抗弯力学性能研究[J];工程力学;2008年03期

8 解卫国;娄吉宏;余小伍;;CFRP-混凝土-钢管组合柱轴心受压性能的有限元分析[J];广州建筑;2007年04期

9 王言磊;欧进萍;;FRP-混凝土组合梁/板研究与应用进展[J];公路交通科技;2007年04期

10 刘杰;刘庆洋;安琳;;GFRP混凝土圆形管柱试验研究[J];长春工程学院学报(自然科学版);2007年01期

中国博士学位论文全文数据库 前1条

1 闫昕;纤维混凝土智能组合柱研究[D];哈尔滨工业大学;2010年

中国硕士学位论文全文数据库 前2条

1 陈伟;基于OpenSees平台开发的混凝土滞回本构模型在结构分析中的应用[D];重庆大学;2012年

2 陈志波;钢管约束混凝土压弯构件力学性能研究[D];福州大学;2006年

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本文编号：645816