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FRP约束混凝土柱的增强、增韧性能研究

作　者: 崔海琴
导　师: 易志坚
学　校: 重庆交通大学
专　业: 桥梁与隧道工程
关键词: FRP约束混凝土柱增强增韧二次加载
分类号: TU528
类　型: 硕士论文
年　份: 2007年
下　载: 85次
引　用: 2次
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内容摘要

FRP(Fiber Reinforced Plastics)在旧结构加固中以提高结构承载力——“增强”为目的的试验、应用已经广泛开展,对于FRP约束混凝土结构作为新建结构增强、增韧作用的研究处于初期研究阶段。初期研究表明采用FRP约束钢筋混凝土柱,能够最大限度地发挥混凝土、钢筋和FRP的力学性能,大大地提高约束混凝土结构的承载力和改善其延性性能。为了更好地研究混凝土材料本身受FRP约束后的性能,本文进行FRP约束素混凝土柱在单调轴心受压作用下的试验研究。试验从改善结构延性的角度系统地研究了不同的FRP类型,不同截面形式的柱、不同的包裹方式和包裹层厚的FRP约束混凝土柱的力学性能,得到了FRP约束混凝土柱的受力规律,并采用有限元软件验证约束混凝土的增强增韧机理的,为FRP约束混凝土柱的新结构设计提供了目标和方法。同时,为了考察结构(或构件)在经过一次或多次如地震等随机或有规律地加卸作用后的使用性能,本文还对二次加载后的承载和延性性能进行了初步研究,研究表明FRP约束混凝土柱构件的强度、刚度没有降低,延性随着混凝土不可恢复塑性变形的产生,有所降低,但整个构件还能够满足设计要求。

全文目录

摘要  4-5
ABSTRACT  5-9
第一章绪论  9-18
  1.1 FRP材料概述  9-11
    1.1.1 CFRP概述  9
    1.1.2 GFRP概述  9-10
    1.1.3 FRP材料的特点  10-11
  1.2 FRP在混凝土结构中的应用  11-14
    1.2.1 应用研究背景  11
    1.2.2 FRP增强混凝土结构的研究现状  11-14
  1.3 FRP约束混凝土柱增强、增韧的必要性  14-16
    1.3.1 FRP增强混凝土柱需要进一步研究的问题  14
    1.3.2 FRP约束混凝土柱增强、增韧的必要性  14-15
    1.3.3 FRP约束混凝土作为新建结构柱的研究  15-16
  1.4 本文研究的主要内容  16-18
    1.4.1 研究路线  16
    1.4.2 主要研究内容  16-18
第二章 FRP约束混凝土柱作用机理分析  18-26
  2.1 混凝土受压破坏形态  18-19
    2.1.1 混凝土单调轴心受压  18
    2.1.2 混凝土三轴应力状态  18-19
  2.2 FRP约束混凝土柱的受力分析  19-21
    2.2.1 FRP约束混凝土圆柱受力分析  19
    2.2.2 FRP约束混凝土方柱受力分析  19-20
    2.2.3 FRP条带约束混凝土柱的受力分析  20-21
  2.3 FRP约束混凝土柱的有限元模拟定性分析  21-25
    2.3.1 模型的建立  21-22
    2.3.2 计算结果及分析  22-25
  2.4 本章小结  25-26
第三章 FRP约束混凝土柱的增强、增韧实验研究  26-55
  3.1 实验设计  26-29
    3.1.1 实验柱的分组及对比情况  26-28
    3.1.2 实验柱的制作  28-29
  3.2 材料性能试验  29-32
    3.2.1 混凝土的强度  29-30
    3.2.2 FRP及其组成材料的力学性能  30-32
  3.3 实验过程  32-34
    3.3.1 试验准备  32
    3.3.2 观测方案和测点布置  32-33
    3.3.3 加载方式  33-34
  3.4 轴心受压试验结果  34-52
    3.4.1 普通柱的实验结果  34-37
    3.4.2 GFRP约束混凝土柱的实验结果  37-46
    3.4.3 CFRP约束混凝土柱的实验结果  46-52
  3.5 本章小结  52-55
    3.5.1 破坏形态  52-53
    3.5.2 试验对比得出的一般规律  53-55
第四章 FRP约束混凝土柱增强、增韧性能与规律  55-68
  4.1 FRP约束混凝土柱增强性能规律  55-58
    4.1.1 GFRP约束混凝土柱增强性能规律  56-57
    4.1.2 CFRP约束混凝土柱增强性能规律  57-58
  4.2 单调荷载作用下延性的概念及计算方法  58-60
    4.2.1 单调荷载作用下延性的概念  58
    4.2.2 延性系数的计算方法  58-59
    4.2.3 屈服点(Y)和极限点(U)的确定  59-60
  4.3 本文采用的延性系数计算方法  60-61
  4.4 FRP约束混凝土柱增韧性能分析  61-67
    4.4.1 FRP约束混凝土方柱增韧性能分析  61-64
    4.4.2 FRP约束混凝土圆柱增韧性能分析  64-67
  4.5 本章小结  67-68
    4.5.1 FRP约束混凝土柱增强性能规律  67
    4.5.2 FRP约束混凝土柱增韧性能规律  67-68
第五章 FRP约束混凝土柱增强、增韧二次加载试验研究  68-77
  5.1 FRP约束混凝土柱二次加载试验方案  68
  5.2 二次加载的破坏破坏形态  68-70
    5.2.1 GFRP约束混凝土方柱破坏过程分析  68-69
    5.2.2 CFRP约束混凝土方柱破坏过程分析  69-70
  5.3 FRP约束混凝土柱二次加载试验分析  70-75
    5.3.1 荷载—位移曲线与加、卸载规律分析  70-72
    5.3.2 荷载—应变曲线分析  72-74
    5.3.3 二次承载力分析  74-75
    5.3.4 二次加载延性性能分析  75
  5.4 本章小结  75-77
第六章结论与展望  77-79
  6.1 本文结论  77-78
  6.2 存在的问题及今后研究方向  78-79
致谢  79-80
参考文献  80-84
在学期间的科研成果及发表的论著  84

FRP约束混凝土柱的增强、增韧性能研究

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