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《东北大学 》 2010年
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GFRP管钢筋混凝土构件力学性能研究

秦国鹏  
【摘要】: 纤维增强复合材料(Fiber Reinforced Polymer,简称FRP),因具有高强、耐腐蚀等优点,自问世以来就受到了国内外专家学者的关注,其中FRP缠绕管最具代表性。FRP管混凝土结构能够有效的抵御恶劣环境对混凝土侵蚀、提高结构的耐久性,约束混凝土,改善混凝土受力性能,从而提高混凝土承载能力,增强其抗震延性等,能够更好的适应当代工程结构向大跨、高耸、重载方向发展的需要,已成为组合结构的一个研究热点。本文在FRP管混凝土、劲性混凝土构件研究的基础上,通过试验研究、理论分析及数值计算等方法,研究了GFRP管钢筋混凝土构件的力学性能,主要研究内容如下: 通过GFRP管混凝土组合短柱轴压试验,研究其工作机理、破坏形态,分析了GFRP管壁厚度等参数对其力学性能的影响。编制了GFRP管混凝土轴压短柱非线性分析程序,讨论了GFRP管壁厚度、混凝土强度等级等主要参数对其承载力的影响。分别采用极限平衡法和统一理论法给出了GFRP管混凝土轴压短柱的承载力计算公式; 通过GFRP管钢筋混凝土短柱轴压试验,研究其工作机理、破坏形态,分析了GFRP管壁厚度、含钢率等主要参数对其力学性能的影响。编制了GFRP管钢筋混凝土轴压短柱的非线性分析程序,讨论了GFRP管壁厚度、配筋率、混凝土强度等级等主要参数对其承载力和变形的影响。分别采用极限平衡法和统一理论法给出了GFRP管钢筋混凝土组合轴压短柱的极限承载力计算公式; 通过GFRP管钢筋混凝土构件抗弯试验,研究其工作机理、破坏形态,对比分析了GFRP管壁厚度、含钢率等主要参数对其力学性能的影响。运用纤维模型法编制了GFRP管钢筋混凝土受弯构件非线性分析程序,讨论了GFRP管壁厚度、含钢率、混凝土强度等级等主要参数对其承载力和变形的影响。分别采用极限平衡法和统一理论法给出了GFRP管钢筋混凝土受弯构件承载力计算公式; 通过GFRP管钢筋混凝土组合柱偏压试验,研究其受力性能、破坏形态,对比分析了GFRP管壁厚度、偏心距、含钢率等主要参数对其力学性能的影响。运用纤维模型法编制了GFRP管钢筋混凝土偏压构件非线性分析程序,讨论了GFRP管壁厚度、含钢率、长细比、混凝土强度等主要参数对其承载力和变形的影响。分别采用极限平衡法和统一理论法给出了GFRP管钢筋混凝土偏压构件承载力计算公式; 基于有限元软件ABAQUS,对GFRP管钢筋混凝土轴压、纯弯、偏压构件的受力全过程进行模拟计算,并对荷载-变形曲线特征点处截面应力分布、GFRP管与混凝土、钢材与混凝土之间的相互作用等方面进行分析。
【学位授予单位】:东北大学 
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:TU398.9

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