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1、CFRP-钢管混凝土轴压短柱承载力分析笫23卷第1期Vo1.23No.12006年1月jan.2006工程ENG眦ERING力学MECHANICS149文章编号:1000.4750(2006)01.0149.05CFRP一钢管混凝土轴压短柱承载力分析顾威,赵颖华,尚东伟2(1.大连海事大学交通工程与物流学院,大连116026:2.沈阳市建筑研究院,沈阳110016)摘要:对CFRP.钢管混凝土轴压短柱这种新型构件的受力性能进行了理论分析,提出了此类构件承载力计算的基本假定;采用极限平衡法,推导出钢管屈服时构件承载力和碳纤维片拉断时构件极限承载力的解析计算式;对8根CFRP
2、-钢管混凝土轴压短柱和4根钢管混凝土柱的极限承载力进行试验研究,并将解析分析结果与实验数据比较,证明了提出的解析计算式的正确性.关键词:钢管混凝土;CFRP.混凝土;极限平衡法;套箍系数:短柱中图分类号:TU393文献标识码:ALoADCARRYINGCAPACITYoFCoNCRETEFILLEDCFRP.STEELTUBESUNDERAXIALCOMPRESSIONGUWei,ZHAOYing.hua,SHANGDong—wei(1.DalianMaritimeUniversity,Dalian116026.China;2.ShenyangConstructionIn
3、stitute,Shenyang110016,China)Abstract:AtheoreticalanalysisiscarriedoutfortheloadcarryingcapacitiesoftheaxiallycompressedconcretefilledCFRP—steeltube.Severalbasicassumptionsontheoverallmechanicalpropertyofthisstructureareproposed.Twoequationsarederivedforestimatingthestrengthofthesystemwhe
4、nthesteeltubeyieldsandCFRP-sheetbreaksthroughultimateequilibriummethod.Anexperimentalinvestigationwasperformedon12specimens,including8concretefilledCFRP—steeltubesand4concretefilledsteeltubes,inordertoverifythepresentstudy.Thecomparisonoftheexperimentaldataandtheresultsfromtheproposedequa
5、tionsshowsgoodconsistency.Keywords:concretefilledsteeltube(CFST);CFRP-concrete;ultimateequilibriummethod;confiningparameter;shortcolumnCFRP.钢管混凝土结构L1J是用片状碳纤维增强树~(CFRP)缠绕粘贴于钢管混凝土构件外围,形成三种材料组合的圆柱状构件.与钢管混凝土结构r2和CFRP筒内填充(钢筋)混凝土结构f3】的受力原理相似,都是利用外部套管(筒)与核心混凝土之间的受力特点,充分发挥各自的优势,以提高构件的承载力.CFRP.钢管混
6、凝土构件可以解决大型钢管混凝土结构必须采用厚壁钢管或高强钢管的问题,降低耗钢量或减少大量高强钢的消耗,减轻构件自重,也可以在一定程度上解决钢管的腐蚀和避免CFRP筒塑性不足的问题.本文对CFRP.钢管混凝土柱的受力进行分析,提出此类构件承载力计算的基本假定,推导出承载力简化计算公式.为了证明理论公式的正确性,对收稿日期:2003123l;修改日期2004一O9—25基金项目:辽宁省自然科学基金(20031001);沈阳市计划科技项目(1022051—3—01)作者简介:顾威(1977),男,辽宁沈阳人,博士生,从事工程力学研究;赵颖华(1954),女,辽宁沈阳人.教授,博
7、士,博士生导师,从事固体力学研究(E—mail:yhzhao@newmail.dlmu.edu.cn)尚东伟(1966),男,辽宁沈阳人,高工,从事结构工程研究,工程力学8根CFRP.钢管混凝土轴压短柱和用于对比的4根同样尺寸的钢管混凝土柱进行试验研,并将试验结果与解析分析结果进行比较,验证了解析式的正确性.1CFRP钢管混凝土柱工作机理在轴压荷载作用下,CFRP一钢管混凝土结构中的钢管和钢管内的混凝土直接承担荷载,而外层包裹的碳纤维片则起径向紧箍作用.试验研究】表明:在初始加载阶段,由于混凝土的泊松比小于钢管的泊松比,钢管与
