GFRP-钢管混凝土构件抗震性能研究.pdf

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1、分类号UDC密级——单位代码!Q151GFRP．钢管混凝土构件抗震性能研究朱春阳指导教师赵颖华职称教授／博导学位授予单位大连海事大学申请学位级别工学硕士学科与专业桥梁与隧道工程论文完成日期2011年5月论文答辩日期2011年6月答辩委员会主席StudyonSeismicPerformanceofConcreteFilledGFRP--SteelTubesAThesisSubmittedtoDalianMaritimeUniversityInpartialfulfillmentoftherequirementsfor

2、thedegreeofMasterofEngineeringbyZhuChunyang(Bridgeandtunnelengineering)ThesisSupervisor：ProfessorZhaoYinghuaJune，2011大连海事大学学位论文原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重声明：本论文是在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果，撰写成博／硕士学位论文==鱼￡B呈：塑筐逭趟±构鲑抗震：眭能研究：．。除论文中已经注明引用的内容外，对论文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。

3、本论文中不包含任何未加明确注明的其他个人或集体己经公开发表或未公开发表的成果。本声明的法律责任由本人承担。学位论文作者签名：鲜盗凹学位论文版权使用授权书本学位论文作者及指导教师完全了解大连海事大学有关保留、使用研究生学位论文的规定，即：大连海事大学有权保留并向国家有关部门或机构送交学位论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权大连海事大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，也可采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编学位论文。同意将本学位论文收录到《中国优秀博硕士学位论文全文数据库》(

4、中国学术期刊(光盘版)电子杂志社)、《中国学位论文全文数据库》(中国科学技术信息研究所)等数据库中，并以电子出版物形式出版发行和提供信息服务。保密的论文在解密后遵守此规定。本学位论文属于：保密口在——年解密后适用本授权书。不保密臼(请在以上方框内打“√’’)论文作者签名：昝舞≯目导师签名：—之，日期：沙，／年／月中文摘要摘要GFRP(glassfiberreinforcedpolymer)．钢管混凝土是在钢管内填充混凝土，外部缠绕GFRP片材而形成的一种组合结构，与CFRP(carbonfiberreinforce

5、dpolymer)．钢管混凝土相比，其整体延性更好，造价更低。为了研究低周循环往复荷载作用下GFRP．钢管混凝土构件的力学性能以及对比CFRP．钢管混凝土构件的性能差异，对七个尺寸相同而加固方式不同的圆形截面FRP(GFRP、CFRP)一钢管混凝土试件进行了拟静力试验研究，荷载采用轴压、双向弯曲的组合来模拟地震动力。研究结果表明，试件的动力学响应与FRP的种类与加固方式有密切关系；与CFRP相比，GFRP加固更能有效提高试件的耗能能力，减缓试件刚度退化速度；虽然GFRP片材的极限强度低于CFRP，但是由于良好的延伸

6、性能，使其能够与钢管混凝土更好的协同工作，是一种理想的钢管混凝土结构抗震加固材料。与普通钢管混凝土相比，包裹环向，纵向和双向包裹的GFRP一钢管混凝土构件承载力分别提高10％，25％和27％，等效粘滞阻尼系数提高2．096，7．O％和12．7％，CFRP．钢管混凝土承载力分别提高5％，12％，13％，等效粘滞阻尼系数提高2．O％，5．8％和6．7％，试件耗能能力得到增强。为了弥补试验中试件数量和试验条件的不足，利用大型有限元软件ABAQUS分别对GFRP．钢管混凝土、CFRP．钢管混凝土拟静力试验进行数值模拟，在通

7、过与试验结果对比，验证有限元模型可行性的基础上，对试验开展了延拓分析，揭示出FRP包裹层数、轴压比以及含钢率等因素对试件滞回性能的影响：相同轴压比下，随着纵向FRP包裹层数的增加，试件抗震性能提高，与普通钢管混凝土试件相比，包裹三层纵向GFRP的试件承载力提高31．7％，包裹三层纵向CFRP的试件承载力提高27．9％，相应耗能能力提升，抗震性能得到改善；在相同FRP包裹层数下，轴压比越大，每级加载时构件极限荷载出现时间提前，而后期刚度退化愈加严重；随着截面含钢率的增加构件的耗能系数呈非线性增长，试件滞回曲线形态趋于

8、饱满，抗震性能增强。在现有钢管混凝土滞回数学模型基础上提出FRP．钢管混凝土滞回曲线数学模中文摘要型，考虑了FRP包裹层数、FRP种类、轴压比等因素对构件滞回性能的影响，通过与试验、ABAQUS模拟结果的比较，证明了数学模型建立的合理性，为FRP．钢管混凝土这一新型结构抗震性能更深层次的理论研究提供依据。关键词：GFRP一钢管混凝土；拟静力；试验研究；有限元