圆形和方形FRP管冰短柱轴压力学性能

发布时间：2020-06-13 02:42

【摘要】：本文针对永冻地区一般土木工程材料稀缺、施工困难等问题,基于FRP约束混凝土的约束机理,同时结合永冻地区冰材料的诸多优势以及FRP(纤维增强复合材料)的优良材料性能,提出了一种新型构件即FRP管冰短柱,其中FRP外管采用湿法缠绕工艺制作,内部浇筑冰,对其进行单调轴压试验,FRP管跟核心冰短柱协同承担轴向荷载,本文主要研究内容包括:(1)对27个圆形FRP管冰短柱以及3个纯冰短柱进行了单调轴压试验,FRP的类型包括CFRP(碳纤维)、BFRP(玄武岩纤维)、GFRP(玻璃纤维),每一种纤维对应三种厚度,试验结果表明:圆形FRP管冰短柱破坏剧烈,均由FRP被拉断而发生炸裂;FRP能够显著提高冰短柱的承载能力并改善其延性;FRP约束圆形冰应力-应变曲线呈现明显的双线性特征;曲线初始斜率随着约束刚度的增加呈线性增大;曲线中直线段与纵坐标的截距、极限抗压强度和极限轴向应变都随着约束应力的增加呈线性增大。(2)基于单调轴压的试验结果以及FRP约束圆形混凝土面向设计的本构模型,对FRP约束圆形冰应力-应变曲线进行了分析,提出了该试验条件下的FRP约束圆形冰面向设计的本构模型,与试验结果吻合较好;考虑了FRP管的轴向承载力,提出了圆形FRP管冰短柱的承载能力公式,能够对试验结果进行较为准确的预测。(3)对27个方形FRP管冰短柱进行了单调轴压试验,FRP的类型包括CFRP、BFRP以及GFRP,每一种纤维同样对应三种厚度,试验结果表明:加载后期,方形FRP管冰短柱均由角部FRP拉断而导致试件破坏,破坏现象没有圆柱剧烈;FRP能够显著提高冰短柱的承载能力并改善其延性;FRP约束方形冰应力-应变曲线呈现明显的双线性特征;曲线初始斜率随着约束刚度的增加呈线性增大;曲线中直线段与纵坐标的截距、极限抗压强度和极限轴向应变都随着约束应力的增加呈线性增大。(4)基于单调轴压的试验结果以及FRP约束方形混凝土面向设计的本构模型,对FRP约束方形冰应力-应变曲线进行了分析,提出了该试验条件下的FRP约束方形冰面向设计的本构模型,与试验结果吻合较好;考虑了FRP管的轴向承载力,提出了方形FRP管冰短柱的承载能力公式,能够对试验结果进行较为准确的预测。
【图文】：

图 1.1 冰屋 图 1.2 瑞典冰酒店Fig. 1.1 Igloo Fig. 1.2 Ice hotel in Sweden.2 冰的研究现状国外研究人员对冰力学性能的研究起步较早。1958 年，Gold[6]就开始进行了冰的

图 1.1 冰屋 图 1.2 瑞典冰酒店Fig. 1.1 Igloo Fig. 1.2 Ice hotel in Sweden.2 冰的研究现状国外研究人员对冰力学性能的研究起步较早。1958 年，Gold[6]就开始进行了冰的
【学位授予单位】：大连理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TU398.9

【参考文献】

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本文编号：2710512