纖維混凝土智能組合柱研究.pdf

1、橋梁結(jié)構(gòu)的耐久性損傷是當(dāng)前世界范圍內(nèi)所面臨的一大問題，嚴(yán)重威脅著橋梁的安全運(yùn)營與使用壽命。纖維復(fù)合材料（Fiber reinforced polymer，簡稱FRP）是一種新型材料，F(xiàn)RP與混凝土復(fù)合組成的組合結(jié)構(gòu)可以有效地解決橋梁結(jié)構(gòu)的長期耐久性問題。本文以 FRP管約束混凝土為研究對(duì)象，并首次提出FRP-鋼復(fù)合管約束混凝土，系統(tǒng)地研究了它們的軸壓力學(xué)性能、耐久性性能和抗震性能。同時(shí)，采用光纖光柵應(yīng)變傳感器預(yù)埋技術(shù)，使上述結(jié)構(gòu)具有損傷

2、自監(jiān)測(cè)性能，并建立了基于監(jiān)測(cè)信息的結(jié)構(gòu)損傷評(píng)價(jià)方法。
　　本文的主要研究內(nèi)容包括：
　　首先，針對(duì) FRP管約束混凝土軸壓延性較差的缺點(diǎn)，本文首次提出了FRP-鋼復(fù)合管約束混凝土。試驗(yàn)研究了 FRP管/FRP-鋼復(fù)合管約束混凝土的軸壓力學(xué)性能，對(duì)影響 FRP管結(jié)構(gòu)性能的纖維纏繞方式、局部加強(qiáng)纖維管等進(jìn)行了研究。提出了評(píng)價(jià) FRP管/FRP-鋼復(fù)合管約束混凝土的軸壓延性系數(shù)計(jì)算方法，并對(duì)其延性進(jìn)行了分析。利用大量現(xiàn)有研究成果，

3、回歸分析得到了FRP管/FRP-鋼復(fù)合管約束混凝土核心混凝土的受壓本構(gòu)關(guān)系模型下降段系數(shù)，并利用該模型較好地模擬了 FRP管/FRP-鋼復(fù)合管約束混凝土的軸壓力學(xué)性能。
　　其次，研究了 FRP管/FRP-鋼復(fù)合管約束混凝土的耐久性能。研究以對(duì)FRP管/FRP-鋼復(fù)合管約束混凝土耐久性威脅最大的凍融循環(huán)為對(duì)象，對(duì)上述結(jié)構(gòu)進(jìn)行了56次凍融循環(huán)試驗(yàn)，同時(shí)量測(cè)了試驗(yàn)前后結(jié)構(gòu)的軸壓力學(xué)性能，對(duì)核心混凝土的相對(duì)動(dòng)彈性模量進(jìn)行了全程測(cè)試，并對(duì)

4、試驗(yàn)前后試件表面的孔洞與缺陷進(jìn)行了紅外熱成像分析。分析了結(jié)構(gòu)的凍融耐久性損傷機(jī)理，并以菲克定律為基礎(chǔ)模擬分析了溶液在 FRP管內(nèi)的擴(kuò)散，計(jì)算了 FRP管內(nèi)的結(jié)冰壓。試驗(yàn)研究了纖維混凝土的火災(zāi)爆裂性能，提出了 FRP管約束混凝土火災(zāi)耐久性損傷評(píng)估與修復(fù)方法。
　　第三，研究了 FRP管/FRP-鋼復(fù)合管約束混凝土的自監(jiān)測(cè)性能。開發(fā)了具有自監(jiān)測(cè)性能的FRP管/FRP-鋼復(fù)合管約束混凝土的制備方法，分別研究了FRP管/FRP-鋼復(fù)合管約