导　　师： 郭永昌; 曾俊杰; 廖国维

授予学位： 硕士

作　　者： (）;

机构地区： 广东工业大学

摘　　要： 高延性PET FRP管-混凝土-高强钢组合实心柱(High-Ductility Hybrid PET FRP-Concrete-High Strength Steel Solid Columns,以下简称组合实心柱)是由PET FRP预制管、混凝土和高强钢管组合而成的高性能构件。相比于传统的FRP材料(CFRP、GFRP和AFRP),PET FRP主要是由回收的旧塑料作为生产纤维的原材料,它不仅是绿色环保的材料,而且具有卓越的拉伸变形能力,其极限断裂应变可达9%。组合实心柱中的高强钢管在FRP约束和内部混凝土支撑下,其向外屈曲和向内的屈曲可以被很好地抑制住,能最大限度地发挥高强钢的特性,内部混凝土受到FRP管和内高强钢管的双重约束作用。在三种材料的协同作用下,本文组合实心柱的极限轴向应变得到了大幅提高,可达到15%,同时还具备如下优点:(1)承载力高;(2)延性和抗震性能优越;(3)施工便捷;(4)绿色环保。本文的主要研究内容如下:(1)通过4个PET FRP管-混凝土-高强钢组合实心圆柱和2个PET FRP管-混凝土-高强钢组合实心方柱的单调轴压试验,研究FRP约束刚度、内钢管强度以及截面形式对组合实心柱的承载力、延性以及约束混凝土单调轴压性能的影响。结果表明:组合实心柱的破坏形式为中部纤维发生断裂;FRP约束刚度增加,组合实心柱混凝土的承载力和延性均有提高;实心方柱混凝土的强度和延性均低于实心圆柱;具有高强钢管的实心方柱相比于FRP管约束方柱,其混凝土的平均截面强度和延性均得到有效提高。(2)通过6个PET FRP管-混凝土-高强钢组合实心圆柱和3个PET FRP管-混凝土-高强钢组合实心方柱的循环轴压试验,研究FRP约束刚度、加载规则以及截面形式对组合实心柱的承载力、延性以及约束混凝土循环轴压性能的影响。结果表明:循环轴压下组合实心柱的破坏形式与单调轴压下组合实心柱类似,为中部纤维发生断裂;单调轴压下约束混凝土的应力-应变曲线与循环轴压下约束混凝土的应力-应变曲线的包络线基本重合;循环加载初期,混凝土与内钢管有一定的轴向滑移,并随加载进行逐渐消失;多次循环加载规则对混凝土的损伤更大,导致其侧向膨胀更大;加载历史对循环轴压组合实心柱混凝土的残余应力和塑性应变具有累积效应规律,随着循环加载/卸载次数的增加,塑性应变累积程度和应力损伤程度会减少直至保持不变。通过与循环轴压FRP约束混凝土模型对比,并给出新的塑性应变计算公式。(3)结合现有的FRP约束实心混凝土的理论模型提出适用于不同内钢管强度的FRP管-混凝土-钢组合实心柱单调轴压的新模型,并与原有模型和试验值进行对比。本文提出的组合实心柱新设计模型可以较好地预测试验值,可以对该结构类型构件的轴压性能设计提供相关的参考依据。更多还原

关 键 词： [7029250]高强钢 PET FRP 绿色环保 组合实心柱 抗震性能

分 类 号： [TU398.9]

领　　域： []