CFRP-超薄壁圓鋼管混凝土短柱軸壓試驗(yàn)研究.pdf

1、CFRP-圓鋼管混凝土結(jié)構(gòu)衍生于鋼管混凝土結(jié)構(gòu)，指用碳纖維布纏繞粘貼于鋼管混凝土結(jié)構(gòu)外圍，形成3種材料的組合結(jié)構(gòu)。鋼管混凝土具有良好的受力性能和施工性能，碳纖維具有高強(qiáng)、輕質(zhì)、抗拉伸等特點(diǎn)。綜合鋼管混凝土和碳纖維的優(yōu)點(diǎn)，將碳纖維粘貼在鋼管外表面形成碳纖維約束鋼管混凝土，具有高強(qiáng)、低耗鋼量、自重輕的特點(diǎn)，同時(shí)能在一定程度上解決鋼管的銹蝕問題和FRP筒塑性較差的問題。而圓截面構(gòu)件由于受力性能較好，近年來針對CFRP-圓鋼管混凝土結(jié)構(gòu)的研究更

2、加深入，應(yīng)用前景十分廣闊。
　　鋼管徑厚比是影響鋼管混凝土結(jié)構(gòu)力學(xué)性能和經(jīng)濟(jì)性能的一個(gè)重要因素。規(guī)范 CECS28：2012、AIJ-1997、ACI318-05、CECS159-2004、DBJ13-51-2010等均對鋼管徑厚比提出相應(yīng)設(shè)計(jì)限值。徑厚比同樣也是 CFRP-鋼管混凝土結(jié)構(gòu)承載力的一個(gè)重要影響因素，但目前針對 CFRP-鋼管混凝土還沒有出臺相應(yīng)的設(shè)計(jì)規(guī)范和技術(shù)規(guī)程。相關(guān)學(xué)者在對 CFRP-鋼管混凝土的力學(xué)性能展開研

3、究時(shí)通常取鋼管徑厚比為30~120，對徑厚比在120以上的CFRP超薄壁圓鋼管混凝土的研究則很有必要。此外，從套箍指標(biāo)角度出發(fā)，現(xiàn)有試驗(yàn)試件多是以鋼管套箍指標(biāo)為主導(dǎo)、CFRP為輔，而以CFRP為套箍指標(biāo)主導(dǎo)的試驗(yàn)研究則鮮有耳聞。基于以上兩個(gè)方面，為尋求實(shí)用性和研究的完整性，本文進(jìn)行了徑厚比為124~185的9個(gè)軸壓短柱的靜力試驗(yàn)，對以CFRP為套箍指標(biāo)主導(dǎo)、大鋼管徑厚比的CFRP-鋼管混凝土短柱的軸壓性能展開研究。
　　本文做了幾

4、個(gè)方面的工作：
　?。?）通過3組鋼管徑厚比分別為124、158、185，每組3個(gè)CFRP層數(shù)分別為0、1、2層，共9個(gè)CFRP-超薄壁圓鋼管混凝土短柱的軸壓試驗(yàn)，觀察并分析其破壞模態(tài)的異同，由短柱的荷載-位移曲線和鋼管及CFRP的荷載-應(yīng)變曲線分析了構(gòu)件的破壞過程，研究了兩種材料對短柱延性和承載力的不同影響。
　?。?）通過對試驗(yàn)數(shù)據(jù)的多元回歸，得出短柱的混凝土強(qiáng)度提高系數(shù)與套箍指標(biāo)的平面關(guān)系模型，并推出 CFRP-超薄壁

5、圓鋼管混凝土短柱軸心受壓下承載力的計(jì)算表達(dá)式；基于合理的CFRP筒、鋼管和核心混凝土在極限荷載時(shí)的應(yīng)力狀態(tài)的假設(shè)，通過極限平衡法，推導(dǎo)出 CFRP-超薄壁圓鋼管混凝土短柱的軸壓承載力的計(jì)算表達(dá)式。
　?。?）依據(jù)試驗(yàn)數(shù)據(jù)分別繪制 CFRP-超薄壁圓鋼管混凝土軸壓短柱的軸壓承載力提高系數(shù)SI與徑厚比D/t、鋼管套箍指標(biāo)ξs、CFRP套箍指標(biāo)ξf的關(guān)系曲線和延性系數(shù)DI與ξs和ξf的關(guān)系曲線。分析曲線結(jié)果表明該類構(gòu)件的承載力提高主要取