椭圆形FRP管混凝土和FRP-混凝土-钢双壁空心组合短柱反复轴压力学性能

发布时间：2020-09-07 11:25

　　 FRP复合材料由于具轻质高强以及优良的耐腐蚀性,在土木工程领域得到了广泛的应用。学者们提出了许多应用FRP材料的组合柱形式,其中,FRP管混凝土柱与FRP-混凝土-钢双壁空心管柱近年来得到了广泛研究。椭圆形截面拥有强轴和弱轴之分,可根据工程需要进行灵活的截面布置,且造型优美多变,为建筑设计提供更多选择。此外,椭圆形截面柱是矩形截面柱的有效优化改善形式。因此,椭圆形FRP管混凝土柱和椭圆形FRP-混凝土-钢双壁空心组合柱在新建结构中将有广阔的应用前景。为了获得反复轴压下椭圆形FRP管混凝土短柱和椭圆形FRP-混凝土-钢双壁空心组合短柱中约束混凝土的本构模型,本文对其反复轴压力学性能进行了较系统的试验研究和理论分析,主要研究内容如下:(1)对25个椭圆形FRP管混凝土短柱试件的反复轴压性能进行试验研究,研究了截面比、FRP厚度、不同加载方式的影响。研究表明:椭圆截面试件的轴压破坏均以截面长轴顶点附近的FRP断裂为标志;截面比越大,混凝土极限应力与极限应变提高幅度越小;不同的加载方式对试件极限承载力没有明显影响。(2)将椭圆形FRP管混凝土短柱试件的约束混凝土应力-应变曲线与Teng et al.(2016)椭圆形FRP约束混凝土的单调应力-应变关系模型以及Yu et al.(2015)FRP约束混凝土的反复应力-应变关系模型进行对比。在Teng et al.(2016)模型的基础上,提出了新的椭圆形FRP约束混凝土的单调应力-应变模型,并作为反复应力-应变模型的包络线。约束混凝土的反复应力-应变曲线特征,不受截面比的影响,反复应力-应变模型的其余部分采用Yu et al.(2015)模型,得到椭圆形FRP约束混凝土的反复轴压本构模型。(3)对25个椭圆形FRP-混凝土-钢双壁空心组合短柱的反复轴压性能进行试验研究,研究了截面比、FRP厚度、不同加载方式的影响。研究表明:椭圆截面试件的轴压破坏均以截面长轴顶点附近的FRP断裂为标志,相同位置处的混凝土和钢管也发生明显破坏;截面比越大,混凝土极限应力与极限应变提高幅度越小;不同的加载方式对试件极限承载力没有明显影响。(4)在本文椭圆形FRP管混凝土实心短柱单调轴压模型的基础上,提出了椭圆形FRP-混凝土-钢双壁空心组合短柱的单调轴压本构模型。将反复应力-应变曲线与Yu et al.(2015)模型进行了对比,对模型的适用性进行了验证。
【学位单位】：大连理工大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：TU398.9

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本文编号：2813276