內(nèi)置GFRP管的鋼筋混凝土組合柱的軸壓性能研究.pdf

1、內(nèi)置GFRP管的鋼管混凝土組合柱是一種新型的組合結(jié)構(gòu)構(gòu)件，即將GFRP管同心置于普通鋼管混凝土柱內(nèi)而形成的一種組合柱。由于內(nèi)置GFRP管的存在，核心混凝土的約束作用得到進(jìn)一步提高，從而提高了鋼管混凝土柱的承載力和延性。同時(shí)，由于GFRP管內(nèi)置于鋼管混凝土柱中，較好地避免了GFRP約束混凝土的脆性破壞。
　　本文對(duì)內(nèi)置GFRP管的鋼管混凝土組合柱的軸壓性能進(jìn)行了試驗(yàn)研究和理論分析，具體研究工作及研究成果如下:
　　(1)以GF

2、RP管的直徑及其厚度為主要參數(shù)，進(jìn)行了9根內(nèi)置GFRP管的鋼管混凝土組合柱的軸壓試驗(yàn)。通過試驗(yàn)研究，調(diào)研了內(nèi)置GFRP管的鋼管混凝土組合柱的破壞形態(tài)、受力機(jī)理、荷載-位移曲線、極限承載力、延性等軸壓性能。試驗(yàn)結(jié)果表明，內(nèi)置GFRP管的鋼管混凝土組合柱的承載力比普通鋼管混凝土柱的高，且其峰值后的承載力仍高于普通鋼管混凝土柱的極限承載力;同時(shí)，內(nèi)置GFRP管的鋼管混凝土組合柱的延性比普通鋼管混凝土柱的延性好。新型內(nèi)置GFRP管的鋼管混凝土組

3、合柱的破壞型態(tài)不同于普通鋼管混凝土柱。內(nèi)置GFRP管由于外圍混凝土的存在，其破壞呈延性破壞特征，即從局部破壞經(jīng)歷很長時(shí)間發(fā)展至全面破壞，最終導(dǎo)致內(nèi)置GFRP管的鋼管混凝土組合柱的破壞。另外，與鋼管混凝土柱不同，內(nèi)置GFRP管的鋼管混凝土組合柱的荷載位移曲線呈“上升-小幅下降-二次上升”的形態(tài)。
　　(2)基于本試驗(yàn)結(jié)果，分析了GFRP管的直徑及其厚度對(duì)內(nèi)置GFRP管的鋼管混凝土組合柱的極限承載力、破壞特征、荷載-位移曲線以及延性的

4、影響。結(jié)果表明，當(dāng)GFRP管的厚度相同時(shí)，組合柱的承載力及其延性隨著GFRP管直徑的增大而增大;當(dāng)GFRP管的直徑相同時(shí)，組合柱的承載力及延性隨著GFRP管厚度的增大而增大;內(nèi)置GFRP管的直徑對(duì)內(nèi)置GFRP管的鋼管混凝土組合柱軸壓性能的影響較內(nèi)管厚度的顯著。
　　(3)通過分析荷載-位移曲線的特點(diǎn)，發(fā)現(xiàn)試件破壞之后的承載力與管徑比有關(guān)，并通過統(tǒng)計(jì)的方法回歸得到Np/Nue（極限承載力與破壞之后的承載力之比）與D/d(鋼管直徑與G

5、FRP管直徑之比)的關(guān)系。
　　(4)基于試驗(yàn)研究，提出適用于內(nèi)置GFRP管的鋼管混凝土組合柱的纖維模型。采用所提出的纖維模型，對(duì)內(nèi)置GFRP管的鋼管混凝土組合柱軸壓性能進(jìn)行全程非線性分析，所得計(jì)算曲線與試驗(yàn)曲線比較，兩者吻合良好。故本文提出的纖維模型適用于內(nèi)置GFRP管的鋼管混凝土組合柱。
　　(5)利用本文提出的纖維模型，對(duì)內(nèi)置GFRP管的鋼管混凝土組合柱進(jìn)行變參數(shù)研究。研究發(fā)現(xiàn)，減小內(nèi)GFRP管的徑厚比d/t2，對(duì)內(nèi)置