CFRP约束钢管混凝土偏心受压柱的力学性能研究
发布时间：2020-12-07 17:33
钢管混凝土柱已有100多年的历史了,它较素混凝土柱具有较高的承载力、较好的延性等力学性能,同时它的应用也使施工过程变得简洁方便,钢管本身就可以作为一个模板,省去了支模、拆模的过程,近些年钢管混凝土柱被广泛的应用于高层建筑、桥梁工程等结构中用于承受大荷载作用。但当荷载特别大时,柱子的需要的尺寸较大,此时需要的大直径、厚壁钢管供货渠道不多。CFRP约束钢管混凝土柱便是在钢管约束混凝土柱的基础上外粘贴CFRP布,粘贴的CFRP布不但可以增强约束作用,减少钢管厚度,延缓钢材屈曲,还可以起到防腐蚀的作用。该组合结构将钢管混凝土柱和FRP约束混凝土柱的优点进行了结合。柱子在实际的受力过程中通常既受弯矩的作用也受轴力的作用,可以将该受力情况等效为,一个偏心的轴向力,本文通过理论分析与有限元试验相结合的方法,对CFRP约束钢管混凝土偏心受压柱的力学性能进行研究,主要工作如下:（1）为对CFRP约束钢管混凝土柱偏心受压力学性能进行研究,首先利用ABAQUS建立了其有限元模型,并将模拟计算结果的破坏模态、荷载-位移曲线以及极限承载力与以往的CFRP约束钢管混凝土柱偏压试验的实验结果进行对比,较为充分的说明...
【文章来源】：东北石油大学黑龙江省
【文章页数】：82 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
CFRP与金属在工程中的应用
图 1.2 CFRP-钢管混凝土柱示意图通常受轴力和弯矩的共同作用，由于两个个偏心的轴向力 N，称为偏心受压（拉）束钢管混凝土柱偏心受压性能进行研究。管混凝土构件的研究中，有关 FRP 应用件，加固老化的构件等，相比于加固方面的管约束混凝土的相关方面研究相对较关方面研究进行归纳整理。ica 等[7]研究了用于水下的钢管结构修复的裹的管的极限强度分别比裸钢管提高 16hoi 等[8]为了强化传统的 CFST 柱系统，提
防止钢管的局部屈曲，继而可以考虑使用薄壁钢管，减轻结构自重。由于内部在，该材料比复合材料套筒混凝土结构的延性更高，有着广泛的经济价值和应018 年 Jingfeng Wang 等[34]进行了 CFRP 带部分约束的圆形钢管混凝土短柱偏心的实验和数值分析。对九个 CFRP 加强的 CFST 短柱和一个无约束 CFST 短柱心压缩试验，试验详图如图 1.3 所示。此外，在考虑复合材料柱接触相互作用有限元（FE）建模的基础上，通过偏心荷载（N）- 纵向缩短（δ）曲线和破测试结果进行了验证。然后，还评估了扩展参数对 CFRP 加固圆形钢管混凝土压性能的影响。同时，在统一理论的基础上，提出了一种简化的偏心荷载复合法。实验和分析数据表明：CFRP 加固圆形钢管混凝土短柱的偏心抗压强度明荷载、CFRP 约束效应系数、钢材强度、核心混凝土强度和 CFRP 强度的影响的简化经验公式可以为在工程实践中设计这种类型的复合结构提供合理的方法 带的外包裹有效地提供外部约束压力，旨在延迟钢管的局部屈曲，还增强承载而轴向承载能力的增加主要取决于 CFRP 带之间的适当间隔。
【参考文献】：
期刊论文
[1]碳纤维增强聚合物-方形截面钢管混凝土构件扭转性能试验研究[J]. 王庆利,凌张娜,陈东. 建筑结构学报. 2017(S1)
[2]圆CFRP-钢管混凝土压弯构件滞回性能的参数分析与恢复力模型[J]. 王庆利,牛献军,冯立明. 工程力学. 2017(S1)
[3]钢骨-圆钢管高强混凝土组合柱偏心受压有限元分析[J]. 徐亚丰,金松. 沈阳建筑大学学报(自然科学版). 2016(01)
[4]FRP—钢复合管混凝土桥墩设计与应用研究[J]. 翟存林,魏洋,李国芬,曹兴. 公路. 2012(01)
[5]FRP约束钢管混凝土长柱承载力研究[J]. 于峰,武萍. 玻璃钢/复合材料. 2011(04)
[6]CFRP-钢管混凝土结构研究的进展与展望[J]. 王庆利,车媛,谭鹏宇,邵永波. 工程力学. 2010(S2)
[7]基于双剪统一强度理论的FRP约束混凝土的承载力[J]. 于峰,牛荻涛. 哈尔滨工业大学学报. 2009(12)
[8]圆CFRP-钢管混凝土构件受弯性能研究[J]. 王庆利,叶茂,周琳. 土木工程学报. 2008(10)
[9]CFRP钢管混凝土长柱承载力的研究[J]. 顾威,赵颖华,贾永新. 工程力学. 2008(07)
[10]混凝土单轴受力损伤本构模型[J]. 丁发兴,余志武,欧进萍. 长安大学学报(自然科学版). 2008(04)
博士论文
[1]CFRP-钢管混凝土压弯构件的力学性能研究[D]. 车媛.大连理工大学 2013
[2]CFRP钢管混凝土柱的力学性能研究[D]. 顾威.大连海事大学 2007
[3]钢管混凝土局部受压时的工作机理研究[D]. 刘威.福州大学 2005
硕士论文
[1]GFRP-钢复合管约束再生混凝土柱的抗震性能试验研究[D]. 方劲松.广东工业大学 2018
[2]CFRP布加固钢筋混凝土异形柱力学性能数值研究[D]. 邬亚滨.东北石油大学 2017
[3]CFRP钢管混凝土防撞墩台结构抗冲击性能研究[D]. 于洋.大连海事大学 2017
[4]FRP约束矩形钢筋混凝土柱反复受压性能[D]. Haytham F.A. Isleem.哈尔滨工业大学 2015
[5]圆CFRP-钢复合管约束混凝土短柱轴压静力性能试验研究[D]. 苗亚军.哈尔滨工业大学 2015
[6]CFRP管约束混凝土柱轴压力学性能试验研究[D]. 孔令鹏.浙江工业大学 2015
[7]钢筋FRP管混凝土偏心受压构件力学性能的研究[D]. 吕仲亮.东北石油大学 2013
[8]钢筋混凝土框架异型中节点抗剪承载力及ABAQUS非线性有限元分析[D]. 陈林.长安大学 2012
[9]钢管混凝土柱轴压承载力计算方法分析[D]. 时军.大连理工大学 2012
[10]圬工拱桥倒塌模型试验以及基于Abaqus的数值模拟研究[D]. 刘斐.浙江工业大学 2012
本文编号：2903641
【文章来源】：东北石油大学黑龙江省
【文章页数】：82 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
CFRP与金属在工程中的应用
图 1.2 CFRP-钢管混凝土柱示意图通常受轴力和弯矩的共同作用，由于两个个偏心的轴向力 N，称为偏心受压（拉）束钢管混凝土柱偏心受压性能进行研究。管混凝土构件的研究中，有关 FRP 应用件，加固老化的构件等，相比于加固方面的管约束混凝土的相关方面研究相对较关方面研究进行归纳整理。ica 等[7]研究了用于水下的钢管结构修复的裹的管的极限强度分别比裸钢管提高 16hoi 等[8]为了强化传统的 CFST 柱系统，提
防止钢管的局部屈曲，继而可以考虑使用薄壁钢管，减轻结构自重。由于内部在，该材料比复合材料套筒混凝土结构的延性更高，有着广泛的经济价值和应018 年 Jingfeng Wang 等[34]进行了 CFRP 带部分约束的圆形钢管混凝土短柱偏心的实验和数值分析。对九个 CFRP 加强的 CFST 短柱和一个无约束 CFST 短柱心压缩试验，试验详图如图 1.3 所示。此外，在考虑复合材料柱接触相互作用有限元（FE）建模的基础上，通过偏心荷载（N）- 纵向缩短（δ）曲线和破测试结果进行了验证。然后，还评估了扩展参数对 CFRP 加固圆形钢管混凝土压性能的影响。同时，在统一理论的基础上，提出了一种简化的偏心荷载复合法。实验和分析数据表明：CFRP 加固圆形钢管混凝土短柱的偏心抗压强度明荷载、CFRP 约束效应系数、钢材强度、核心混凝土强度和 CFRP 强度的影响的简化经验公式可以为在工程实践中设计这种类型的复合结构提供合理的方法 带的外包裹有效地提供外部约束压力，旨在延迟钢管的局部屈曲，还增强承载而轴向承载能力的增加主要取决于 CFRP 带之间的适当间隔。
【参考文献】：
期刊论文
[1]碳纤维增强聚合物-方形截面钢管混凝土构件扭转性能试验研究[J]. 王庆利,凌张娜,陈东. 建筑结构学报. 2017(S1)
[2]圆CFRP-钢管混凝土压弯构件滞回性能的参数分析与恢复力模型[J]. 王庆利,牛献军,冯立明. 工程力学. 2017(S1)
[3]钢骨-圆钢管高强混凝土组合柱偏心受压有限元分析[J]. 徐亚丰,金松. 沈阳建筑大学学报(自然科学版). 2016(01)
[4]FRP—钢复合管混凝土桥墩设计与应用研究[J]. 翟存林,魏洋,李国芬,曹兴. 公路. 2012(01)
[5]FRP约束钢管混凝土长柱承载力研究[J]. 于峰,武萍. 玻璃钢/复合材料. 2011(04)
[6]CFRP-钢管混凝土结构研究的进展与展望[J]. 王庆利,车媛,谭鹏宇,邵永波. 工程力学. 2010(S2)
[7]基于双剪统一强度理论的FRP约束混凝土的承载力[J]. 于峰,牛荻涛. 哈尔滨工业大学学报. 2009(12)
[8]圆CFRP-钢管混凝土构件受弯性能研究[J]. 王庆利,叶茂,周琳. 土木工程学报. 2008(10)
[9]CFRP钢管混凝土长柱承载力的研究[J]. 顾威,赵颖华,贾永新. 工程力学. 2008(07)
[10]混凝土单轴受力损伤本构模型[J]. 丁发兴,余志武,欧进萍. 长安大学学报(自然科学版). 2008(04)
博士论文
[1]CFRP-钢管混凝土压弯构件的力学性能研究[D]. 车媛.大连理工大学 2013
[2]CFRP钢管混凝土柱的力学性能研究[D]. 顾威.大连海事大学 2007
[3]钢管混凝土局部受压时的工作机理研究[D]. 刘威.福州大学 2005
硕士论文
[1]GFRP-钢复合管约束再生混凝土柱的抗震性能试验研究[D]. 方劲松.广东工业大学 2018
[2]CFRP布加固钢筋混凝土异形柱力学性能数值研究[D]. 邬亚滨.东北石油大学 2017
[3]CFRP钢管混凝土防撞墩台结构抗冲击性能研究[D]. 于洋.大连海事大学 2017
[4]FRP约束矩形钢筋混凝土柱反复受压性能[D]. Haytham F.A. Isleem.哈尔滨工业大学 2015
[5]圆CFRP-钢复合管约束混凝土短柱轴压静力性能试验研究[D]. 苗亚军.哈尔滨工业大学 2015
[6]CFRP管约束混凝土柱轴压力学性能试验研究[D]. 孔令鹏.浙江工业大学 2015
[7]钢筋FRP管混凝土偏心受压构件力学性能的研究[D]. 吕仲亮.东北石油大学 2013
[8]钢筋混凝土框架异型中节点抗剪承载力及ABAQUS非线性有限元分析[D]. 陈林.长安大学 2012
[9]钢管混凝土柱轴压承载力计算方法分析[D]. 时军.大连理工大学 2012
[10]圬工拱桥倒塌模型试验以及基于Abaqus的数值模拟研究[D]. 刘斐.浙江工业大学 2012
本文编号：2903641
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