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FRP加固火灾后钢管混凝土柱滞回性能研究

庄金平  
【摘要】:随着钢管混凝土在国内外高层建筑和拱桥结构等工程中的广泛应用,其遭受火灾和地震等灾害影响的可能性大为增加。因此,如何对钢管混凝土进行修复加固是一个日趋重要的研究课题。 相比钢筋混凝土结构和钢结构,钢管混凝土具有良好的耐火性能和灾后可修复性。 Fiber Reinforced Polymer (FRP)具有轻质、高强、耐腐蚀和施工方便等特点,近年来在土木工程修复加固领域已得到广泛应用。 本文进行了FRP加固火灾后钢管混凝土柱的滞回性能研究,具体进行了以下几方面的工作: (1)综述了钢管混凝土的特点及FRP用于修复加固的优缺点,提出本文课题研究的意义和内容。 (2)以轴压比、包裹FRP层数、截面形式等为参数,进行了10根圆形截面和10根方形截面的钢管混凝土柱的滞回性能试验研究。每种截面形式包括3根常温下,3根火灾后未加固及4根火灾后加固的试件。分析了轴压比、包裹FRP层数、截面形式对试件承载力、延性、刚度和耗能的影响。 (3)在确定常温下及高温后钢材和混凝土在单调加载及往复加载情况下的应力-应变关系、FRP应力-应变关系模型的基础上,采用数值方法对FRP加固火灾后钢管混凝土柱的M-φ和P-?滞回曲线进行计算,理论分析结果和本文试验结果基本吻合。 (4)在数值计算的基础上,分析了包裹FRP层数、含钢率、钢材强度、混凝土强度、受火时间、轴压比等参数对FRP加固火灾后钢管混凝土柱的M-φ和P-?滞回关系曲线的影响规律。 (5)在进行系统参数分析的基础上,探讨和建议了FRP加固火灾后钢管混凝土压弯构件M-φ和P-?关系的滞回模型。并将该模型与数值计算结果进行比较,总体吻合较好。


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