【摘要】：FRP復合材料由于其輕質高強、耐腐蝕等一系列特點,近二十年來引起了各國學者的廣泛關注。FRP管-混凝土-鋼管組合柱(FRP-Concrete-Steel Double-Skin Tubular Colum,簡稱DSTC)是一種有效利用復合材料特點的新型組合構件形式,FRP、混凝土和鋼管三種材料的協(xié)同互補和共同工作使該組合柱具有許多優(yōu)于現(xiàn)有組合構件的力學性能。本文對DSTC短柱軸壓性能和長柱偏壓性能進行了試驗研究,對短柱軸壓承載力和長柱偏壓承載力計算公式進行了探討。 論文首先設計并實施DSTC短柱的軸心受壓試驗和長柱的偏心受壓試驗,研究參數(shù)包含荷載偏心距、FRP壁厚以及混凝土截面空心率。詳細闡述了試件的制作過程以及GFRP管、無縫鋼管和自密實混凝土的材料性能試驗。 然后對DSTC中FRP管、混凝土和鋼管在軸壓和偏壓下的試驗現(xiàn)象、破壞模式以及受力性能進行分析,討論了荷載偏心距、FRP管壁厚以及混凝土截面空心率對DSTC短柱軸壓和長柱偏壓極限承載力和延性的影響,分析了長柱偏壓下截面的軸向應變分布等。 論文接著基于現(xiàn)有的試驗現(xiàn)象和結論,提出合理的假設,根據(jù)已有的計算形式簡潔精度較高的DSTC約束混凝土應力-應變模型,提出DSTC短柱軸壓下極限承載力的計算公式,通過與試驗結果進行對比驗證其計算精度。結果顯示,計算值與試驗值吻合良好。 最后,以本文DSTC長柱偏壓下的試驗數(shù)據(jù)為依據(jù),對已有長柱偏壓下的極限承載力計算公式的準確性進行了驗證,結果顯示,公式具有較好的精度,且大多偏于保守。
[Abstract]:Because of its light and high strength, corrosion resistance and other characteristics of FRP composite, FRP-Concrete-Steel Double-Skin Tubular column (DSTC) is a new type of composite member, which can effectively utilize the characteristics of composite materials, such as FRP, concrete and steel tube. Cooperative complementation and joint work make the composite column have many better mechanical properties than the existing composite members. In this paper, the axial compression capacity of DSTC short columns and the biasing capacity of long columns are experimentally studied, and the formulas for calculating axial compression capacity and eccentric bearing capacity of long columns are discussed. In this paper, the axial compression test of DSTC short column and eccentric compression test of long column are designed and carried out. The research parameters include load eccentricity and wall thickness of DSTC and hollow heart rate of concrete section. The fabrication process of the specimen and the material performance tests of GFRP tube, seamless steel tube and self-compacting concrete are described in detail. Then, the experimental phenomena, failure modes and mechanical properties of FRP pipe, concrete pipe and steel pipe under axial and eccentric compression in DSTC are analyzed. The effects of eccentric load on the ultimate bearing capacity and ductility of DSTC short columns and long columns are discussed. The axial strain distribution of long columns under eccentric compression is analyzed. Then, based on the existing experimental phenomena and conclusions, a reasonable assumption is put forward. According to the existing stress-strain model of DSTC confined concrete with simple and accurate calculation form, the formula for calculating ultimate bearing capacity of DSTC short columns under axial compression is put forward. The calculation accuracy is verified by comparing with the experimental results. The results show that the calculated values are in good agreement with the experimental values. Finally, based on the experimental data of DSTC columns under bias, the accuracy of the existing formulas for calculating the ultimate bearing capacity of long columns under bias pressure is verified. The results show that the formulas have good accuracy and tend to be conservative.
【學位授予單位】：浙江大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2013
【分類號】：TU398.9;TU312

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