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FRP管的力学计算及FRP管混凝土轴压构件研究

作　者: 曾向往
导　师: 金文成
学　校: 华中科技大学
专　业: 桥梁与隧道工程
关键词: FRP管 FRP管混凝土轴心受压应力应变关系 FRP层合板刚度和强度轴压承载力
分类号: TU398.9
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要

纤维增强复合材料（Fiber Reinforced Polymer，简称FRP）以质轻高强、耐腐蚀、抗疲劳、可设计性好等优点被倍受土木工程界和复合材料界的青睐。将混凝土灌注于预制的FRP管中而成的FRP管混凝土轴压构件，集混凝土良好的抗压能力与FRP这种新型材料优点于一身，有比钢管混凝土更广的适用范围。目前，大多数试验研究是关于管厚、纤维缠绕角度、纤维类型对FRP管混凝土轴压性能的影响，只是定型的进行试验分析没有从根本上研究这些参数对FRP管的力学性能的作用进而影响FRP管混凝土的轴压性能。本文首先介绍FRP管使用的常见纤维和基体的力学特性以及缠绕制作工艺、拉挤-缠绕制作工艺；建立FRP单层板这个FRP管的基本单元的应力-应变关系与强度理论，单层板以不同铺设角度、铺设顺序和铺设厚度形成FRP管（实质是FRP层合板），推导FRP层合板的本构关系，计算出FRP管轴向和环向弹性模量和泊松比，分析FRP管的破坏机理，提出FRP管的强度计算方法。然后对FRP管混凝土轴压受力分析与力学计算，结合计算所得FRP管的力学参数，提出一种FRP管混凝土轴压应力-应变曲线与构件破坏时各项极限参数的计算方法，结合FRP管的计算理论整合归纳出从纤维、基体的类型，FRP单层板的铺设方式得出FRP管的刚度和强度，再对FRP管混凝土轴压构件的本构关系和极限承载力的计算框架，也能指导FRP管混凝土轴压构件的设计。最后设计试验测定FRP管的弹性常数和环向断裂应变、FRP管混凝土的轴压应力-应变曲线及极限承载力。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-9
1 绪论  9-16
  1.1 研究背景  9-10
  1.2 FRP 在土木工程中的应用  10-12
  1.3 FRP 约束混凝土  12-15
  1.4 本文研究的主要内容  15-16
2 FRP 管的组成与制作工艺  16-25
  2.1 FRP 管的组成  16-19
  2.2 FRP 管的缠绕成型工艺  19-22
  2.3 FRP 管的拉挤-缠绕成型工艺  22-23
  2.4 本章小结  23-25
3 FRP 单层板的力学分析  25-36
  3.1 FRP 单层板的受力特征  25-27
  3.2 FRP 单层板的应力-应变关系  27-31
  3.3 FRP 单层板的强度  31-35
  3.4 本章小结  35-36
4 FRP 管的刚度与强度计算  36-46
  4.1 FRP 层合板的刚度分析  36-38
  4.2 FRP 管的工程弹性常数  38-41
  4.3 FRP 管的强度分析与计算  41-43
  4.4 FRP 管的设计  43-44
  4.5 本章小结  44-46
5 FRP 管混凝土的轴压性能研究与构件设计  46-59
  5.1 FRP 管混凝土的轴压力学分析  46-50
  5.2 FRP 管混凝土轴压应力-应变的分析模型  50-55
  5.3 FRP 管混凝土轴压承载力的计算方法及轴压构件设计  55-57
  5.4 本章小结  57-59
6 FRP 管及 FRP 管混凝土的试验研究  59-66
  6.1 FRP 管及 FRP 管混凝土的试验设计  59-62
  6.2 FRP 管及 FRP 管混凝土的试验实例  62-65
  6.3 本章小结  65-66
7 结论与展望  66-69
  7.1 本文主要研究成果  66-67
  7.2 展望与建议  67-69
致谢  69-70
参考文献  70-73

FRP管的力学计算及FRP管混凝土轴压构件研究

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