GFRP套管鋼筋混凝土受壓柱力學(xué)性能分析.pdf

1、GFRP套管鋼筋混凝土受壓柱是由鋼筋混凝土柱外包 GFRP套管（玻璃纖維增強(qiáng)材料）而形成的組合柱。GFRP套管鋼筋混凝土受壓柱中的核心混凝土受到 GFRP材料的橫向約束，約束作用使核心混凝土的受力狀況進(jìn)一步地復(fù)雜化，使核心混凝土由單向受壓狀態(tài)而處于三向受力的復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)，同時這種橫向約束的作用可以使混凝土中初始的細(xì)小裂縫和空隙發(fā)展放緩，同時也能約束核心混凝土的橫向變形。由于 GFRP具有很高的耐腐蝕性以及抗拉強(qiáng)度較高，所以該構(gòu)件主要用于

2、預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)和防腐要求較高的工程結(jié)構(gòu)中以代替鋼筋及鋼管等其它形式的增強(qiáng)作用。為更加詳細(xì)的說明GFRP套管鋼筋混凝土受壓柱力學(xué)性能，本文主要工作內(nèi)容有：
　　本文首先提出了一種FRP套管在單向受力情況下， FRP套管中核心混凝土的應(yīng)力—應(yīng)變模型，得到了核心混凝土軸向壓應(yīng)力隨軸向壓應(yīng)變增長變化規(guī)律，計算結(jié)果與試驗結(jié)果吻合較好。依據(jù)力學(xué)模型，討論了混凝土強(qiáng)度、管壁厚度等參數(shù)對核心混凝土軸向應(yīng)力—應(yīng)變關(guān)系曲線的影響。其次，在前人試驗研究基礎(chǔ)

3、上，采用有限元分析技術(shù)，建立了GFRP套管鋼筋混凝土軸心受壓柱三維非線性有限元數(shù)值分析模型，計算結(jié)果與試驗結(jié)果吻合較好，驗證了模型的正確性。利用上述模型，對 GFRP套管鋼筋混凝土軸心受壓柱的受力全過程進(jìn)行了三維非線性有限元數(shù)值模擬分析，討論了套管厚度、混凝土強(qiáng)度、長徑比及縱向配筋率等因素，對 GFRP套管鋼筋混凝土軸心受壓柱受力性能的影響，并進(jìn)而討論了其破壞機(jī)理。最后，針對GFRP套管鋼筋混凝土偏心受壓柱的力學(xué)性能，建立了偏心受壓柱的

4、三維非線性有限元數(shù)值分析模型，計算結(jié)果與試驗結(jié)果吻合較好，驗證了模型的正確性。利用上述模型，對 GFRP套管鋼筋混凝土偏心受壓柱的受力全過程進(jìn)行了三維非線性有限元數(shù)值模擬分析，討論了不同偏心距情況下力學(xué)性能，對大、小偏心距的界限進(jìn)行了初步的判斷。進(jìn)而，分別在大、小偏心距情況下研究了 GFRP套管鋼筋混凝土柱的荷載－側(cè)向位移曲線、GFRP套管與混凝土柱中截面的應(yīng)力、應(yīng)變分布規(guī)律等；討論了套管厚度、長徑比、縱向配筋率等影響因素對GFRP套管