CFRP加固钢管混凝土偏拉性能研究

发布时间：2019-05-05 20:41

【摘要】：采用碳纤维增强复合塑料(CFRP)加固钢管混凝土是一种快捷、经济和有效的方法,国内外也已对该方面进行了大量的研究。然而,对采用CFRP加固钢管混凝土偏拉构件的研究却十分少。由于钢管混凝土结构在工程实践的应用中承受偏拉荷载的情况是很常见的,因此对CFRP加固钢管混凝土偏拉性能的研究也十分必要。本文采用试验研究和理论分析相结合的方法,深入研究CFRP加固钢管混凝土偏拉的力学性能。主要进行了以下几个方面的工作：(1)首先较为系统地综述了国内外相关的研究现状,以论证本课题研究的必要性和可行性。(2)共进行了19个构件(包括轴拉和偏拉)的试验研究,其中包括13个采用CFRP加固的构件和6个未加固的对比构件。试验的主要参数为：CFRP层数.CFRP加固方式和荷载偏心率等。试验结果表明采用CFRP对钢管混凝土进行受拉加固能够明显地提高其承载力。(3)建议了适于在有限元软件ABAQUS中使用的FRP材料模型,并基于该模型进行数值模拟,利用试验结果验证了该有限元模型的精度和可靠性。(4)利用有限元模型对CFRP加固钢管混凝土轴拉和偏拉的力学性能进行机理分析,主要分析了CFRP.钢管和混凝土的应力应变状态以及它们之间的接触应力。同时还进行了大量的参数分析,主要分析管混凝土强度、钢管屈服强度、含钢率、CFRP厚度和荷载偏心率等参数对构件承载力的影响规律。(5)最终基于机理分析和参数分析的结论,建议了CFRP加固钢管混凝土轴拉和偏拉承载力的计算公式,简化计算结果与试验结果吻合较好,可为工程实践提供参考。
[Abstract]:It is a quick, economical and effective method to strengthen concrete-filled steel tube (CFST) with carbon fiber reinforced plastic (CFRP), and a great deal of research on this aspect has been done at home and abroad. However, there is little research on concrete-filled steel tube (CFST) eccentrically tensile members strengthened by CFRP. It is very common for concrete-filled steel tube (CFST) structure to bear eccentricity load in engineering practice, so it is necessary to study the eccentricity of concrete-filled steel tube (CFST) strengthened by CFRP. In this paper, the mechanical properties of concrete filled steel tubular (CFST) reinforced with CFRP are studied by means of the combination of experimental research and theoretical analysis. The main work is as follows: (1) at first, the related research situation at home and abroad is summarized systematically. In order to demonstrate the necessity and feasibility of the study, (2) A total of 19 members (including axial tension and deflecting tension) were tested, including 13 CFRP reinforced members and 6 unreinforced contrast members. The main parameters of the test are as follows: the number of CFRP layers, the reinforcement mode and the eccentricity of load. The experimental results show that the bearing capacity of concrete-filled steel tube (CFST) can be significantly improved by using CFRP. (3) A FRP material model suitable for use in the finite element software ABAQUS is proposed, and the numerical simulation based on the model is carried out. The accuracy and reliability of the finite element model are verified by the test results. (4) the mechanical properties of CFRP reinforced concrete filled steel tube (CFST) under axial tension and eccentricity are analyzed by using the finite element model, and the CFRP. is mainly analyzed. The stress-strain state of steel tube and concrete and the contact stress between them. At the same time, a large number of parameters are analyzed, such as the strength of pipe concrete, the yield strength of steel pipe, the steel content, and so on. The influence of parameters such as CFRP thickness and eccentricity of load on the bearing capacity of concrete-filled steel tube (CFST) is studied. (5) based on the conclusion of mechanism analysis and parametric analysis, the calculation formulas of axial tension and eccentricity of concrete-filled steel tube reinforced with CFRP are proposed. The simplified calculation results are in good agreement with the experimental results, which can provide reference for engineering practice.
【学位授予单位】：福州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TU398.9

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本文编号：2469892