BFRP管—再生混凝土—钢管组合短柱轴心受压性能试验研究

发布时间：2017-03-20 02:06

  本文关键词：BFRP管—再生混凝土—钢管组合短柱轴心受压性能试验研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：随着各种复合材料的飞速发展,各种新型的组合结构在不断的涌现,纤维增强复合材料(Fiber Reinforced Polymer,简称FRP) 由于其轻质高强、耐腐蚀等优越性在土木工程领域中被大量应用,我国将FRP复合材料应用在土木建筑结构工程中虽然起步较晚,但发展非常迅速,并且取得了大量科研成果。FRP管-混凝土-钢管组合柱(FRP-Concrete-Steel Double-Skin Tubular Column,简称DSTC)是由香港理工大学滕锦光教授近些年提出的一种有效利用复合材料特点的新型组合构件形式,这种组合柱由FRP外管、钢材内管以及两者之间填充的混凝土三部分组成,三种材料的协同互补和共同工作使该组合柱具有许多优于现有组合构件的力学性能,本文要开展玄武岩纤维(BFRP)双壁管再生混凝土轴压性能研究主要工作如下：(1) BFRP管-再生混凝土-钢管组合短柱的轴心受压试验研究为了研究BFRP管-再生混凝土-钢管组合短柱在轴压状态下的受力性能以及破坏形式,本文针对FRP管的厚度,钢管的径厚比,混凝土截面空心率,再生骨料替代率,混凝土强度等几个影响因素,设计了3种不同钢管的径厚比和5种不同再生骨料替代率的混凝土,共15根DSTCs圆形截面组合短柱轴心受压的试件。试验中详细记录了试件各阶段的破坏形态,通过试验测定DSTC短柱的极限承载能力,外BFRP管和内钢管的轴向应变和环向应变,对荷载-轴向位移和荷载-应变等曲线的研究,分析在不同钢管径厚比和再生骨料替代率影响因素下,BFRP管-再生混凝土-钢管组合短柱在轴心受压作用下的各项性能指标。(2)提出计算简便精度较高的BFRP管-再生混凝土-钢双壁短柱承载力计算公式论文基于现有的试验现象和结论,提出合理的假设,根据已有的计算形式简洁的FRP管约束混凝土应力-应变模型,与通过考虑空心率的影响提出的DSTC约束混凝土约束混凝土应力-应变模型作对比：并用本试验所采集数据通过计算验证已有的两种承载能力计算公式的计算精度,结果显示均偏大,但本文采用余涛提出的应力-应变模型,在考虑空心率影响下而提出的简化组合柱公式计算结果与试验值吻合良好。
【关键词】：BFRP管 再生混凝土 短柱 轴心受压 极限承载能力
【学位授予单位】：广东工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TU398.9
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-13
• 第一章 绪论13-24
• 1.1 课题背景及研究意义13-15
• 1.2 再生骨料混凝土概述15-17
• 1.2.1 再生骨料混凝土研究现状15-17
• 1.3 FRP管的加工工艺及材料性能17-18
• 1.4 钢管18
• 1.5 组合柱的研究现状18-23
• 1.5.1 FRP约束混凝土柱18-20
• 1.5.2 FRP管-混凝土-钢管组合柱20-23
• 1.6 本文研究工作23-24
• 1.6.1 课题研究目的23
• 1.6.2 课题研究内容23-24
• 第二章 DSTC组合柱试验设计及材料性能24-36
• 2.1 概述24
• 2.2 试验目的24-25
• 2.3 实验设计25-27
• 2.3.1 试验内容25
• 2.3.2 试验构件设计25-26
• 2.3.3 试验方法26
• 2.3.4 实验数据采集26-27
• 2.4 材料性能试验27-32
• 2.4.1 再生混凝土性能27-29
• 2.4.2 再生混凝土弹性模量测试29-30
• 2.4.3 钢管材料性能30-31
• 2.4.4 BFRP管材料性能31-32
• 2.5 BFRP管-再生混凝土-钢管圆形短柱的制作32-35
• 2.5.1 DSTC短柱制作32-33
• 2.5.2 浇筑混凝土33-34
• 2.5.3 组合柱端部加固34-35
• 2.6 本章小结35-36
• 第三章 BFRP管-再生混凝土-钢双壁空心组合短柱轴心受压试验研究36-54
• 3.1 试验现象及破坏形态36-47
• 3.1.1 C1-NC-30,C1-NC-36,C1-NC-45组合柱破坏形态36-39
• 3.1.2 C2-0.3-30,C2-0.3-36,C2-0.3-45组合柱破坏形态39-41
• 3.1.3 C3-0.5-30,C3-0.5-36,C3-0.5-45组合柱破坏形态41-43
• 3.1.4 C4-0.7-30,C4-0.7-36,C4-0.7-45组合柱破坏形态43-45
• 3.1.5 C5-RC-30,C5-RC-36,C5-RC-45组合柱破坏形态45-47
• 3.2 不同再生骨料替代率组合柱破坏形态47-49
• 3.3 内部钢管屈曲49-50
• 3.4 试验分析与总结50-52
• 3.5 试验结果52-53
• 3.6 本章小结53-54
• 第四章 组合柱的影响因素分析54-66
• 4.1 DSTC组合柱的影响因素54-65
• 4.1.1 钢管的径厚比对组合柱的影响分析54-61
• 4.1.2 再生骨料替代率对组合柱的影响分析61-65
• 4.2 本章小结65-66
• 第五章 组合柱混凝土受力性能计算分析66-78
• 5.1 概述66
• 5.2 FRP约束实心混凝土应力-应变设计模型66-69
• 5.3 DSTCs(环形截面)约束混凝土设计模型69
• 5.4 DSTC组合短柱轴心受压承载力计算公式69-73
• 5.4.1 采用双剪统一强度理论提出DSTC承载能力计算公式70
• 5.4.2 采用平衡法推导提出DSTC承载能力计算公式70-72
• 5.4.3 采用余涛应力-应变模型提出承载力计算公式72-73
• 5.5 轴心受压承载能力计算公式精度验证73-76
• 5.6 本章小结76-78
• 结论与建议78-80
• 结论78
• 展望78-80
• 参考文献80-86
• 致谢86

【参考文献】

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本文编号：256954