【摘要】：纖維增強復合材料(Fiber Reinforced Polymer,簡稱作為FRP)集諸多優(yōu)點于一身。其有彈性模量小、質(zhì)量輕且強度高、與混凝土協(xié)同工作能力好、施工簡單方便�？梢栽诔睗窦案癄T性強的工作環(huán)境中,表現(xiàn)出良好的抗腐蝕性能。因而可以有效延長混凝土結(jié)構(gòu)的使用壽命,有繼混凝土和鋼材之后的“第三大結(jié)構(gòu)材料”的美稱。但由于FRP材料為線彈性材料,因此FRP管約束混凝土組合構(gòu)件的延性差,應(yīng)用于實際工程中時易發(fā)生脆性破壞。GFRP管-型鋼-混凝土結(jié)構(gòu)解決了這個問題并盡可能利用了FRP管混凝土結(jié)構(gòu)的優(yōu)點,它是以GFRP管作為模板、將鋼骨居中放置其中,最后在管內(nèi)繞注混凝土所形成的組合結(jié)構(gòu)。對于GFRP管-型鋼-混凝土組合短柱的力學性能研究已經(jīng)取得了一定研究成果,但對于組合中長柱的研究較為匱乏。本文的主要研究內(nèi)容為:1.運用有限元軟件ANSYS,建立GFRP管-型鋼-混凝土組合中長柱有限元模型,通過與已用試驗數(shù)據(jù)中的極限承載力、荷載-應(yīng)變曲線及試件變形特征進行對比,來驗證選取的本構(gòu)關(guān)系、材料單元及建模方法的正確性;2.改變參數(shù)建立了32根GFRP管-型鋼-混凝土組合中長柱有限元模型,通過分析不同長細比、不同混凝土強度等級、不同含鋼率及不同GFRP管厚度試件的等效應(yīng)力云圖及荷載-應(yīng)變曲線得出上述四種影響因素對GFRP管-型鋼-混凝土組合中長柱力學性能的影響規(guī)律。3.介紹GFRP管-型鋼-混凝土組合短柱的計算模型,并運用本文有限元模擬數(shù)據(jù)擬合出GFRP管-型鋼-混凝土組合長柱的穩(wěn)定系數(shù)即長細比折減系數(shù)表達式,進而得出組合長柱軸壓承載力計算公式。
【圖文】：

圖 2.1 3-D 中 Mises 屈服面 圖 2.2 2-D 中 Mises 屈服面在屈服面內(nèi)部，應(yīng)力狀態(tài)皆為彈性；在屈服面外部，任何應(yīng)力裝填皆會引起屈服。123 、 、 相等時，不會導致屈服。因為是否屈服與靜水壓力有關(guān)，所以，18018023 ， 的應(yīng)力狀態(tài)比 180123 時更接近屈服。2、流動法則流動準則是由屈服準則導出的，描述屈服時塑性應(yīng)變的方向。它定義塑性應(yīng)變增量量 plyplx 、 及應(yīng)力增量分量 plyplx 、 之間的關(guān)系。當塑性流動方向與屈服面的外方向相同時稱為關(guān)聯(lián)流動準則，如金屬及其他呈現(xiàn)不可壓縮非彈性行為的材料。SYS 缺省時，所有的率無關(guān)模型均采用關(guān)聯(lián)流動法則，也稱 Mises 流動法則或法向法則。3、強化準則在單向應(yīng)力下，如鋼的應(yīng)力-應(yīng)變曲線有彈性段、屈服階段、強化階段和破壞階段，于強化階段時卸除荷載并靜置一段時間后再次加載，此時的屈服應(yīng)力有所升高。而于非單向應(yīng)力狀態(tài)時，材料進入塑性變形后的后繼屈服面的變化情況（包括大小、

圖 2.1 3-D 中 Mises 屈服面 圖 2.2 2-D 中 Mises 屈服面在屈服面內(nèi)部，應(yīng)力狀態(tài)皆為彈性；在屈服面外部，任何應(yīng)力裝填皆會引起屈服。123 、 、 相等時，不會導致屈服。因為是否屈服與靜水壓力有關(guān)，所以，18018023 ， 的應(yīng)力狀態(tài)比 180123 時更接近屈服。2、流動法則流動準則是由屈服準則導出的，描述屈服時塑性應(yīng)變的方向。它定義塑性應(yīng)變增量量 plyplx 、 及應(yīng)力增量分量 plyplx 、 之間的關(guān)系。當塑性流動方向與屈服面的外方向相同時稱為關(guān)聯(lián)流動準則，如金屬及其他呈現(xiàn)不可壓縮非彈性行為的材料。SYS 缺省時，，所有的率無關(guān)模型均采用關(guān)聯(lián)流動法則，也稱 Mises 流動法則或法向法則。3、強化準則在單向應(yīng)力下，如鋼的應(yīng)力-應(yīng)變曲線有彈性段、屈服階段、強化階段和破壞階段，于強化階段時卸除荷載并靜置一段時間后再次加載，此時的屈服應(yīng)力有所升高。而于非單向應(yīng)力狀態(tài)時，材料進入塑性變形后的后繼屈服面的變化情況（包括大小、
【學位授予單位】：東北石油大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TU398.9

【參考文獻】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 熊海貝;李奔奔;江佳斐;;FRP約束混凝土圓柱應(yīng)力-應(yīng)變模型的適用性[J];浙江大學學報(工學版);2015年12期

2 徐亞豐;孫鵬舉;O.E.Sysoev;Dzyuba Victo;;碳纖維鋼骨-鋼管混凝土柱雙向偏壓有限元分析[J];沈陽建筑大學學報(自然科學版);2011年06期

3 魏洋;吳剛;吳智深;呂志濤;郭正興;;FRP約束混凝土矩形柱有軟化段時的應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系研究[J];土木工程學報;2008年03期

4 于清;陶忠;高獻;;FRP約束混凝土柱抗震性能若干問題的探討[J];地震工程與工程振動;2006年04期

5 黃龍男;張東興;李地紅;福澤公夫;張曉宇;;軸向受壓CFRP管混凝土柱的膨脹模型及應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系[J];復合材料學報;2006年01期

6 卓衛(wèi)東,范立礎(chǔ);GFRP管-混凝土組合橋墩的概念及其抗震性能[J];福州大學學報(自然科學版);2005年01期

7 袁華,薛元德,梁中全;混雜FRP管約束混凝土組合梁的研究Ⅱ:延性性能研究[J];玻璃鋼/復合材料;2004年04期

8 袁華,薛元德,梁中全;混雜FRP管約束混凝土組合梁的研究-Ⅰ:抗彎性能研究[J];玻璃鋼/復合材料;2004年02期

9 陸新征,馮鵬,葉列平;FRP布約束混凝土方柱軸心受壓性能的有限元分析[J];土木工程學報;2003年02期

10 張東興,黃龍男,王榮國,趙景海;玻璃鋼管混凝土柱力學性能的試驗研究[J];哈爾濱建筑大學學報;2000年01期

相關(guān)碩士學位論文 前9條

1 陳佳楠;GFRP管—型鋼—混凝土組合柱軸壓下尺寸效應(yīng)的研究[D];東北石油大學;2016年

2 吳殿臣;GFRP管—混凝土—鋼管組合短柱承載力分析[D];東北石油大學;2014年

3 許平;FRP管—混凝土—鋼管組合柱承載力的試驗研究[D];浙江大學;2013年

4 趙德望;配筋FRP管混凝土軸壓構(gòu)件力學性能實驗研究[D];東北石油大學;2012年

5 盧哲剛;FRP-混凝土—鋼雙管柱的設(shè)計方法研究[D];浙江大學;2012年

6 趙芳芳;鋼骨-FRP管混凝土結(jié)構(gòu)應(yīng)用研究[D];河南理工大學;2010年

7 張冰;FRP管—高強混凝土—鋼管組合短柱軸壓性能試驗研究[D];哈爾濱工業(yè)大學;2009年

8 魯國昌;FRP管約束混凝土軸壓性能研究[D];清華大學;2005年

9 陳杰;FRP加固鋼筋混凝土柱抗震性能的試驗研究[D];東南大學;2004年

本文編號：2603723