BFRP-PVC管自密实再生混凝土短柱轴压性能数值模拟研究

发布时间：2017-12-04 09:05

  本文关键词：BFRP-PVC管自密实再生混凝土短柱轴压性能数值模拟研究

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【摘要】：传统钢筋混凝土结构在长期使用过程中,普遍存在混凝土腐蚀与钢筋锈蚀现象。与其相比,新型纤维增强材料约束混凝土结构有着更为广阔的研究前景,其优势在于酸性、碱性、氯盐溶液等恶劣环境中的耐久性,且通过纤维增强材料约束混凝土结构,可以减小结构的变形、增强承载力,而对结构自重有较小的影响。本文以玄武岩纤维(BFRP)增强PVC管素混凝土短柱为研究对象(选择自密实再生混凝土作为核心混凝土),进行了BFRP-PVC管素混凝土短柱轴压性能的数值模拟研究。本文基于大型非线性分析软件ABAQUS,采用再生混凝土的本构模型,建立了BFRP-PVC管自密实再生混凝土短柱的有限元模型,并模拟了轴压荷载作用下BFRP-PVC管自密实再生混凝土短柱的加载过程,通过模型与试验的应力-应变关系曲线对比、应力云图与试验现象对比分析、与BFRP-PVC管自密实再生混凝土短柱的受力机理分析,验证模型建立的正确性。然后,研究了BFRP条带加固层数、PVC管的管壁厚度、BFRP条带环箍间距和BFRP条带的宽度等影响因素对BFRP-PVC管自密实再生混凝土柱轴压性能的影响。得出如下研究成果:(1)通过ABAQUS软件建立的数值模型能较好的模拟试验试件的材料属性与荷载工况,计算结果吻合良好。BFRP条带对PVC管混凝土的约束作用能有效地提高混凝土柱的极限承载力与变形能力,提高其延性。(2)BFRP条带加固层数影响BFRP-PVC管再生混凝土柱的承载力,随层数增加,承载力提高,但是提高幅度降低,呈非线性,BFRP加固四层时比加固三层时承载力仅提高2.69%,所以从经济的角度讲,建议BFRP条带加固层数不应超过四层。(3)从数据角度分析,PVC管的管径对BFRP-PVC管再生混凝土柱的承载力影响不是很大。PVC管的管壁厚度对柱的承载力及变形影响很显著,管壁厚度降低,则柱的承载力降低。(4)BFRP-PVC管再生混凝土柱的承载力总体上随BFRP条带环箍间距的增加而减小,变形则相反,建议BFRP条带环箍间距选择20 mm较为合理。(5)设置相同的BFRP加固面积,改变BFRP条带的宽度,再生混凝土柱的承载力因BFRP条带宽度的增加而减小。
【学位授予单位】：辽宁工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TU37

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本文编号：1250444