GFRP-鋼管混凝土構(gòu)件抗震性能研究.pdf

1、GFRP(glass fiber reinforced polymer)—鋼管混凝土是在鋼管內(nèi)填充混凝土，外部纏繞GFRP片材而形成的一種組合結(jié)構(gòu)，與CFRP(carbon fiber reinforced polymer)—鋼管混凝土相比，其整體延性更好，造價(jià)更低。
　　 為了研究低周循環(huán)往復(fù)荷載作用下GFRP—鋼管混凝土構(gòu)件的力學(xué)性能以及對(duì)比CFRP—鋼管混凝土構(gòu)件的性能差異，對(duì)七個(gè)尺寸相同而加固方式不同的圓形截面FRP(G

2、FRP、CFRP)—鋼管混凝土試件進(jìn)行了擬靜力試驗(yàn)研究，荷載采用軸壓、雙向彎曲的組合來(lái)模擬地震動(dòng)力。研究結(jié)果表明，試件的動(dòng)力學(xué)響應(yīng)與FRP的種類與加固方式有密切關(guān)系；與CFRP相比，GFRP加固更能有效提高試件的耗能能力，減緩試件剛度退化速度；雖然GFRP片材的極限強(qiáng)度低于CFRP，但是由于良好的延伸性能，使其能夠與鋼管混凝土更好的協(xié)同工作，是一種理想的鋼管混凝土結(jié)構(gòu)抗震加固材料。與普通鋼管混凝土相比，包裹環(huán)向，縱向和雙向包裹的GFRP

3、—鋼管混凝土構(gòu)件承載力分別提高10％，25％和27％，等效粘滯阻尼系數(shù)提高2．0％，7．0％和12．7％，CFRP—鋼管混凝土承載力分別提高5％，12％，13％，等效粘滯阻尼系數(shù)提高2．0％，5．8％和6．7％，試件耗能能力得到增強(qiáng)。
　　 為了彌補(bǔ)試驗(yàn)中試件數(shù)量和試驗(yàn)條件的不足，利用大型有限元軟件ABAQUS分別對(duì)GFRP—鋼管混凝土、CFRP—鋼管混凝土擬靜力試驗(yàn)進(jìn)行數(shù)值模擬，在通過(guò)與試驗(yàn)結(jié)果對(duì)比，驗(yàn)證有限元模型可行性的基礎(chǔ)

4、上，對(duì)試驗(yàn)開展了延拓分析，揭示出FRP包裹層數(shù)、軸壓比以及含鋼率等因素對(duì)試件滯回性能的影響：相同軸壓比下，隨著縱向FRP包裹層數(shù)的增加，試件抗震性能提高，與普通鋼管混凝土試件相比，包裹三層縱向GFRP的試件承載力提高31．7％，包裹三層縱向CFRP的試件承載力提高27．9％，相應(yīng)耗能能力提升，抗震性能得到改善；在相同F(xiàn)RP包裹層數(shù)下，軸壓比越大，每級(jí)加載時(shí)構(gòu)件極限荷載出現(xiàn)時(shí)間提前，而后期剛度退化愈加嚴(yán)重；隨著截面含鋼率的增加構(gòu)件的耗能系