本文將傳統(tǒng)的鋼管混凝土結(jié)構(gòu)與CFRP材料相結(jié)合,以CFRP-鋼復合管約束型鋼高強混凝土短柱為研究對象,對14根圓CFRP-鋼復合管柱和6根方CFRP-鋼復合管柱進行了偏壓力學性能試驗研究和有限元分析,其中在偏壓試驗中探討了外鋼管徑厚比和強度,內(nèi)部型鋼種類,外鋼管是否割環(huán)以及纖維布層數(shù)等參數(shù)對試件力學性能的影響,包括破壞形態(tài),荷載-跨中撓度曲線以及荷載-應變曲線。隨后本文利用ABAQUS軟件對試驗柱的偏壓力學性能進行了有限元數(shù)值模擬與參數(shù)分析,并在此基礎上,提出了適用于約束型CFRP-鋼復合管型鋼高強混凝土短柱的偏壓承載力實用設計方法。具體研究內(nèi)容如下:（1）以截面形狀,CFRP層數(shù),鋼管強度與徑厚比,型鋼形式,加載模式為主要參數(shù),對14根圓CFRP-鋼復合管柱和6根方CFRP-鋼復合管柱在偏心荷載下展開了系統(tǒng)的試驗研究,試驗結(jié)果表明,外鋼管是否割環(huán)將對試驗柱的破壞模式具有重要影響,割環(huán)試件的核心混凝土受壓側(cè)在試件1/4高度處發(fā)生大面積壓潰,受拉側(cè)出現(xiàn)明顯拉伸裂縫,屬于典型的彎曲破壞,而不割環(huán)試件的鋼管中部易出現(xiàn)局部屈曲現(xiàn)象從而減弱其對核心混凝土的約束作用,但鋼管鼓曲將隨著CFRP的出現(xiàn)... 

【文章頁數(shù)】：108 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 研究背景及意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 鋼管約束混凝土柱
        1.2.2 型鋼混凝土
        1.2.3 鋼管約束型鋼混凝土
        1.2.4 FRP加固混凝土結(jié)構(gòu)
        1.2.5 FRP混凝土柱
        1.2.6 FRP-鋼復合管約束混凝土柱
    1.3 本文主要研究內(nèi)容
2 CFRP-鋼復合管約束型鋼高強混凝土偏壓柱的試驗研究
    2.1 引言
    2.2 試驗方案
        2.2.1 試件設計與制作
        2.2.2 材料力學性能
        2.2.3 加載及測量裝置
    2.3 破壞模式分析
        2.3.1 CT偏壓試件破壞模式分析
        2.3.2 CL偏壓試件破壞模式分析
        2.3.3 ST偏壓試件破壞模式分析
        2.3.4 SL偏壓試件破壞模式分析
    2.4 N-u關系曲線
        2.4.1 圓鋼管偏壓試件N-u關系曲線分析
        2.4.2 方鋼管偏壓試件N-u關系曲線分析
        2.4.3 承載力分析
        2.4.4 延性分析
    2.5 N-ε_v(ε_h)關系曲線
    2.6 N-σ關系曲線
        2.6.1 分析方法的建立
        2.6.2 試件N-σ關系曲線
    2.7 本章小結(jié)
3 碳纖維約束型鋼-鋼管混凝土偏壓柱數(shù)值計算分析
    3.1 引言
    3.2 有限元模型的建立
        3.2.1 材料本構(gòu)模型的選取
        3.2.2 單元類型及界面接觸定義
        3.2.3 荷載約束條件及網(wǎng)格劃分
    3.3 有限元模型的驗證
    3.4 應力分析
        3.4.1 鋼管應力分析
        3.4.2 混凝土應力分析
        3.4.3 CFRP應力分析
        3.4.4 型鋼應力分析
    3.5 本章小結(jié)
4 圓CFRP-鋼復合管型鋼混凝土短柱偏壓承載力實用設計方法
    4.1 引言
    4.2 既有設計模型
        4.2.1 不同偏心距下的參數(shù)分析
        4.2.2 既有模型的缺陷與修正思路
    4.3 修正的實用設計方法
        4.3.1 新模型的提出
        4.3.2 模型主要參數(shù)的確定
        4.3.3 軸壓極限承載力N_0 的確定
    4.4 模型驗證
    4.5 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻
攻讀碩士學位期間發(fā)表學術論文情況
致謝


【參考文獻】：
期刊論文
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[5]圓鋼管約束型鋼超高強混凝土短柱軸壓受力性能研究[D]. 劉連鵬.大連理工大學 2015
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本文編號：3711250