混雜纖維增強復合材料管約束混凝土組合梁的研究.pdf

1、FRP(Fiber Reinforced Polymer)在土木工程上的應用已經越來越廣泛，而FRP管混凝土組合構件也越來越受到重視，作為新一代的先進材料，其集混凝土材料剛性好、抗壓強度高與FRP重量輕、強度高、優(yōu)異的耐腐蝕性、可設計性、成形方便的兩種材料優(yōu)勢于一身，有著廣闊的應用前景，成為土木工程界和復合材料界的研究的熱點。 本文首先介紹了FRP管混凝土各組分材料的基本概念，通過理論計算和實驗驗證得到FRP的受拉、受壓本構

2、關系。FPP受拉和受壓的彈性模量相同，但是FRP受壓的屈服應力為97MPa，大于其受拉的屈服應力72MPa。約束混凝土的受壓本構關系來源于對普通混凝土的受壓本構關系的改進，通過對放大系數(shù)的確定來調整混凝土的屈服應變和屈服應力，使之適用于本文涉及到的實驗和計算。而約束混凝土的受拉模型則是借鑒了Vecchio和Collins對約束混凝土受拉的研究成果。 提出并制作了用玻璃纖維±45°交叉纏繞以承受剪應力，受拉區(qū)碳纖維單向鋪層與

3、±45°交叉纏繞玻璃纖維共同作用以承受拉伸應力、管內混凝土提供壓應力的混雜FRP約束混凝土組合梁。 著重研究了FRP管約束混凝土組合梁的抗彎性能：通過混凝土中添加微膨脹劑的方法保證FRP和混凝土共同作用，在此基礎上，研究了不同鋪層方式對構件抗彎性能的影響：隨著GFRP、受拉邊CFRP層數(shù)的增加極限載荷增加，受拉邊CFRP層數(shù)的增加構件的剛度增加，從而撓度減小，曲率減小，中性軸向受拉邊偏移，碳纖維對FRP管混凝土組合構件的增強

4、作用是非常明顯，大大提高了組合構件的承載力。同時對混雜FRP管約束混凝土組合梁進行了數(shù)值分析，建立了計算模型，提出了FRP約束混凝土組合梁的強度計算方法；編寫了可用于工程計算的FRP管約束混凝土梁彎矩的計算軟件。 研究了不同鋪層方式對構件延性性能的影響。首次提出用位移延性來表征混雜FRP管約束混凝土這類組合構件延性的方法。從試驗結果分析可得到如下結論：隨著玻璃纖維層數(shù)增加，構件的強度和延性都得到提高；在相同的玻璃纖維鋪層