考虑徐变效应的FRP约束混凝土塑性模型研究

发布时间：2019-11-28 05:18

【摘要】：混凝土材料在持续荷载作用下将产生依时性变形,同时,混凝土本构也随着时间发生变化,这一变化不但受到周围环境的影响,还与应变(或应力)状态有直接的关系。本文建立一个Drucker-Prager型塑性模型,通过将徐变中不可恢复的变形分离出来作为塑性应变,进而对强化软化函数及膨胀率函数的形式进行修正,以考虑徐变对混凝土应力应变行为的影响。 FRP约束混凝土柱在既有结构的修补加固及新建结构中的应用越来越广泛,研究其长期力学行为的重要性不言而喻,随着核心混凝土徐变不断改变FRP约束混凝土柱的应变状态,能够准确预测随之发生的应力应变行为依时性变化对既有混凝土结构分析有着重要意义。 本文主要进行了以下研究：(1)首先进行了FRP约束混凝土柱单轴受压徐变的试验和理论研究。在试验中考虑了混凝土强度、试件截面、是否配有钢筋、FRP包裹方式等因素的影响。基于微预应力固结理论和B3模型,给出了FRP约束混凝土徐变预测模型。这一模型不仅能够预测FRP约束普通混凝土柱徐变,还适用于核心混凝土强度高、掺硅粉以及变应力的情况。(2)利用所给FRP约束混凝土柱徐变模型,对FRP种类和数量、FRP材料徐变、水灰比、骨料水泥比、硅粉含量、混凝土强度、加载水平以及截面尺寸等徐变影响因素进行了分析。(3)在312天徐变试验结束后,对其中12个徐变和收缩试件进行了单轴抗压试验以测定其应力应变关系曲线。试验结果表明承受持续荷载的徐变试件与相应的收缩对比试件相比,在受压测试中表现出较高的初始刚度,较低的极限强度,较小的峰值应变和极限应变；(4)建立单轴荷载作用下Drucker-Prager型非约束和约束混凝土的塑性模型,并结合FRP的本构及侧向应力应变关系,对FRP约束混凝土柱的行为进行合理的预测。为了考虑徐变效应,利用前面所建的FRP约束混凝土柱徐变模型,可以将徐变应变中的不可恢复的变形分离出来以考虑徐变效应。 将建立的约束混凝土本构模型与前面的徐变模型结合,可以在实测数据缺乏的情况下对既有混凝土结构的力学行为进行预测,为结构加固设计提供依据。
【学位授予单位】：北京交通大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TU377

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本文编号：2566923