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《大连海事大学》 2007年
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CFRP钢管混凝土柱的力学性能研究

顾威  
【摘要】:本文针对钢管混凝土构件和CFRP钢筋混凝土构件在工程实践中存在的具体问题,提出新的结构形式CFRP-钢管混凝土结构。该结构避免了大型钢管混凝土构件必须采用厚壁钢管或高强钢管的造价较高的问题,降低耗钢量、减轻构件自重,或避免大量高强钢的消耗,在一定程度上解决钢管的腐蚀问题;又可以解决FRP筒塑性较差的问题。该构件为几种材料的组合结构,力学性能复杂,本课题通过理论和实验研究,探讨了这种新型结构的力学行为,建立了基本设计计算方法,为解决工程设计和应用提供科学依据。 对CFRP钢管混凝土构件的力学性能进行理论分析,从轴压短柱构件,偏压构件和轴压长柱构件三个方面来进行论述。 在实验研究的基础上,对CFRP钢管混凝土轴压短柱应用两种方法分析其极限承载力,极限平衡法和弹塑性力学方法。试验和理论研究的结果表明,CFRP可以有效的提高钢管混凝土轴压短柱构件的极限承载力。为评价CFRP的增强效果,将钢管混凝土的约束效应系数的概念引入到这种新型构件中,为该种新型构件的偏压构件的力学性能研究提供了理论依据。 给出偏压短柱的极限承载力的计算公式,与试验结果吻合良好。同时在钢管混凝土安全系数法的基础上,修正了长细比折减系数和偏心率折减系数,提出了CFRP钢管混凝土构件折减系数法确定构件偏压柱的临界承载力,为该种新型构件的偏压柱设计计算提供了有效的方法。 通过对CFRP钢管混凝土轴压长柱的试验研究,了解其工作机理。在此基础上,分别应用欧拉公式和长细比折减系数法给出了CFRP钢管混凝土轴压长柱的临界承载力计算公式,与试验得到的结果比较吻合良好。 为了弥补实验数量不足的缺憾,对CFRP钢管混凝土轴压短柱进行了有限元分析,模拟了构件荷载-变形全过程曲线。在有限元分析中,考虑材料的非线性于各向同性,运用并修正了钢管混凝土结构中混凝土的本构关系。
【学位授予单位】:大连海事大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2007
【分类号】:TU398.9

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【引证文献】
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中国博士学位论文全文数据库 前3条
1 张玉芬;复式钢管混凝土轴压性能及节点抗震试验研究[D];长安大学;2010年
2 范亮;钢箱—混凝土组合拱截面受力行为与设计原理研究[D];西南交通大学;2010年
3 张俊光;PBL加劲型方钢管混凝土轴压柱受力性能试验研究[D];长安大学;2012年
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2 朱春阳;GFRP-钢管混凝土构件抗震性能研究[D];大连海事大学;2011年
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【参考文献】
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1 黄永辉;钢管混凝土拱桥拱肋病害机理与影响分析及吊杆更换技术研究[D];华南理工大学;2010年
2 朱昌宏;带约束拉杆方形和矩形截面钢管混凝土短柱承载力与延性[D];华南理工大学;2010年
3 左志亮;带约束拉杆异形截面钢管混凝土短柱的受压力学性能研究[D];华南理工大学;2010年
4 孙潮;钢管混凝土格构柱与桁拱轴力弯矩相关曲线研究[D];福州大学;2009年
5 刘士润;低周反复荷载作用下穿透式钢管混凝土节点力学性能研究[D];大连理工大学;2011年
6 戚菁菁;钢—混凝土组合框架抗震性能及地震弹塑性反应研究[D];中南大学;2011年
7 谢建雄;大尺寸双肢圆端型钢管混凝土斜拉桥设计与施工关键技术研究[D];武汉理工大学;2011年
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9 张国伟;钢管混凝土柱在地震作用下的累积损伤性能研究[D];湖南大学;2009年
10 肖阿林;钢骨-钢管高性能混凝土轴压组合柱受力性能与设计方法研究[D];湖南大学;2009年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 李淑杰;内置CFRP圆管的方钢管高强混凝土偏压短柱和中长柱的受力性能研究[D];沈阳建筑大学;2011年
2 李英铭;圆钢管混凝土短柱轴压、粘结滑移试验和分析[D];沈阳建筑大学;2011年
3 李广悦;圆截面钢—混凝土-CFRP-混凝土实心组合短柱轴压力学性能研究[D];沈阳建筑大学;2011年
4 薛阳;钢管自密实高强混凝土压弯构件静力性能研究[D];沈阳建筑大学;2011年
5 毛明扬;CFRP增强方钢管混凝土轴压中长柱静力性能研究[D];沈阳建筑大学;2011年
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7 狄成义;内置CFRP圆管方钢管高强混凝土轴压中长柱与长柱的有限元分析[D];沈阳建筑大学;2011年
8 刘洋;CFRP增强方钢管混凝土压弯构件静力性能研究[D];沈阳建筑大学;2011年
9 廖晶;部分填充圆形钢管混凝土桥墩抗震性能研究[D];沈阳建筑大学;2011年
10 侯宪章;体外预应力钢管混凝土构件受力性能研究[D];沈阳建筑大学;2011年
【同被引文献】
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2 黄翔宇,石少卿,尹平,刘颖芳;高强钢管混凝土短柱轴压承载力试验和有限元分析[J];四川建筑科学研究;2005年03期
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2 许硕娟;王庆利;谭鹏宇;;圆CFRP-钢管混凝土轴压短柱荷载-应变曲线模拟[A];第18届全国结构工程学术会议论文集第Ⅰ册[C];2009年
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中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 黄永辉;钢管混凝土拱桥拱肋病害机理与影响分析及吊杆更换技术研究[D];华南理工大学;2010年
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10 赵大洲;钢骨—钢管高强混凝土组合柱力学性能的研究[D];大连理工大学;2003年
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3 董洪晶;钢管混凝土拱结构力学性能和桁拱计算方法研究[D];长安大学;2003年
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【二级引证文献】
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中国博士学位论文全文数据库 前5条
1 张玉芬;复式钢管混凝土轴压性能及节点抗震试验研究[D];长安大学;2010年
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中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 朱春阳;GFRP-钢管混凝土构件抗震性能研究[D];大连海事大学;2011年
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中国期刊全文数据库 前10条
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【相似文献】
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6 毛达岭;500MPa级钢筋混凝土受压构件受力性能研究[D];郑州大学;2008年
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10 常旭;钢管自应力免振混凝土结构力学性能研究[D];大连理工大学;2008年
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2 肖海兵;薄壁钢管轻骨料混凝土轴压短柱承载力研究[D];长安大学;2010年
3 曹文涛;CFRP钢管混凝土柱在轴压和水平荷载下力学性能的研究[D];长安大学;2009年
4 付美;CFRP钢管混凝土构件力学性能分析[D];大连海事大学;2008年
5 安士龙;薄壁圆钢管轴压短柱力学性能研究[D];哈尔滨工业大学;2013年
6 李刚;新型钢—混凝土组合结构力学性能研究[D];中南大学;2012年
7 张颖;FRP约束混凝土轴压短柱核心区应力的传感器测试[D];济南大学;2013年
8 孙阳;冷弯薄壁C型钢轴压短柱受力性能研究[D];内蒙古科技大学;2011年
9 王永峰;玻璃纤维加固高强混凝土柱偏压力学性能研究[D];大连理工大学;2012年
10 黄叙;圆钢管混凝土轴压短柱分析与研究[D];湖南大学;2012年
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