不同空心率的FRP管-混凝土-鋼管組合柱在側(cè)向撞擊下的動(dòng)力性能.pdf

1、鋼管混凝土組合柱和中空夾層鋼管混凝土組合柱作為一種新型的組合結(jié)構(gòu)，現(xiàn)已得到廣泛的研究和應(yīng)用。而FRP管-混凝土-鋼管組合柱（FRP-concrete-steel double-skin tubular column，簡稱DSTC）既不同于前述的兩種結(jié)構(gòu)，也不同于FRP鋼管混凝土，它是一種新型組合結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)由FRP布（碳纖維增強(qiáng)樹脂）材料外管、鋼內(nèi)管以及填充于兩者之間的混凝土三部分組成，三種材料的協(xié)同工作使該組合結(jié)構(gòu)具有許多優(yōu)于現(xiàn)有組合

2、構(gòu)件的力學(xué)性能。由于FRP布具有較高的質(zhì)量強(qiáng)度比高、耐腐蝕性和耐火性好、自重輕等優(yōu)點(diǎn)，故FRP管-混凝土-鋼管組合柱可作為承重構(gòu)件應(yīng)用于地鐵、海洋平臺(tái)支架柱、跨海大橋墩柱等建筑結(jié)構(gòu)中。側(cè)向撞擊荷載是以上結(jié)構(gòu)在正常工作中遇到的不可避免的一種意外荷載作用，而撞擊作用有可能導(dǎo)致結(jié)構(gòu)損傷甚至喪失承載能力，因此必須在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中充分考慮。
　　目前對DSTC的研究主要集中于靜力性能，如軸壓、偏壓和彎曲等；然而對DSTC抗撞擊性能的研究尚未見報(bào)

3、道。本文將對DSTC這種新型結(jié)構(gòu)在承重柱上的應(yīng)用進(jìn)行研究，通過開展其在側(cè)向撞擊下的試驗(yàn)和理論研究來分析FRP管-混凝土-鋼管組合柱的耐撞性。本文主要研究內(nèi)容如下：
　　1、在太原理工大學(xué)的DHR9401型落錘試驗(yàn)機(jī)上進(jìn)行了FRP-混凝土-鋼管組合柱的側(cè)向撞擊試驗(yàn)，試驗(yàn)的研究參數(shù)包括撞擊高度和試件表面包裹的FRP層數(shù)。在通過試驗(yàn)儀器捕獲了被撞擊試件的撞擊力（F）、跨中撓度（Δ）和FRP表面右側(cè)1/4跨處的應(yīng)變（?）等試驗(yàn)數(shù)據(jù)的同時(shí)，

4、也得到了試件的整體殘余變形和局部破壞形態(tài)，并對撞擊試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了對比分析和論證。
　　2、在重點(diǎn)考慮了材料的應(yīng)變率和 FRP的各項(xiàng)異性的前提下，利用 ABAQUS有限元軟件建立了兩端固定的FRP管-混凝土-鋼管組合柱側(cè)向撞擊性能分析模型。通過材料拉伸試驗(yàn)確定了鋼材、FRP的各項(xiàng)材料參數(shù)，并按照實(shí)際情況定義了各部件的接觸屬性等。同時(shí)在試驗(yàn)存在局限性的前提下，為了分析更加真實(shí)撞擊事件工況，即保證在撞擊之前已經(jīng)預(yù)加軸力在試件上，于是在之