FRP-混凝土—鋼雙管柱的設(shè)計(jì)方法研究.pdf

1、FRP復(fù)合材料由于其輕質(zhì)高強(qiáng)、耐腐蝕等一系列特點(diǎn),近二十年來引起了各國學(xué)者的廣泛關(guān)注。FRP-混凝土-鋼雙管柱(FRP-Concrete-Steel Double-Skin Tubular Column,簡稱DSTC)是一種有效利用復(fù)合材料特點(diǎn)的新型組合構(gòu)件形式。本文對DSTC構(gòu)件正截面受壓承載力設(shè)計(jì)方法進(jìn)行了深入的研究。首先設(shè)計(jì)并部分實(shí)施DSTC長柱的偏心受壓的試驗(yàn),研究構(gòu)件偏心距、長細(xì)比以及FRP管徑厚比對DSTC長柱性能的影響。試

2、驗(yàn)包括了對GFRP管、無縫鋼管和自密實(shí)混凝土的材料性能試驗(yàn)和對構(gòu)件的偏壓試驗(yàn)。對偏心受壓下,DSTC中FRP管、混凝土和鋼管的破壞模式進(jìn)行探討。接下來結(jié)合纖維單元法和數(shù)值積分手段對DSTC構(gòu)件進(jìn)行了數(shù)值分析。分析對約束混凝土采用了可變約束模型,考慮了偏心受壓對FRP管約束作用的影響。提出了更加簡單的計(jì)算方法。與計(jì)算軟件OpenSees和試驗(yàn)的結(jié)果比較顯示,分析模型能夠準(zhǔn)確地分析DSTC構(gòu)件在不同長細(xì)比和偏心距下的性能。然后采用纖維單元法

3、對DSTC短柱正截面承載力的計(jì)算進(jìn)行了探討。通過對混凝土的受壓區(qū)高度等效和計(jì)算表達(dá)式近似等手段對約束混凝土、鋼管和FRP管的作用分別進(jìn)行了簡化,得到了可用于計(jì)算DSTC短柱正截面承載力的簡化設(shè)計(jì)公式。論文接著修改了長柱分析的計(jì)算程序,提出計(jì)算DSTC構(gòu)件臨界長細(xì)比的方法。通過對影響臨界長細(xì)比的參數(shù)進(jìn)行分析,利用影響顯著的5個(gè)參數(shù)擬合成界限長細(xì)比的簡化計(jì)算公式。最后對DSTC長柱正截面受壓承載力進(jìn)行了研究。對FRP用量的經(jīng)濟(jì)性提出了建議,