CFRP约束混凝土方柱受侧向冲击的性能研究

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1、分类号:TU310710-2015228015专业硕士学位论文CFRP约束混凝土方柱受侧向冲击的性能研究缪福军导师姓名职称王步副教授专业学位类别申请学位类别工程硕士建筑与土木工程及领域名称论文提交日期2018年4月20日论文答辩日期2018年6月15日学位授予单位长安大学StudyontheperformanceofCFRPconfinedconcretesquarecolumnssubjectedtolateralimpactAThesisSubmittedfortheDegreeofMasterCa

2、ndidate：MiaoFujunSupervisor：ViceProf.WangBuChang’anUniversity,Xi’an,China摘要碳纤维增强复合材料（CFRP）在各类钢筋混凝土结构加固中已经得到了大量运用。最近几十年来，在各种不同冲击荷载的作用下钢筋混凝土结构出现了破坏甚至倒塌的严重事故，因此如今工程师在设计时务必要首先考虑建筑结构遭到各种各样破坏荷载下的耐冲击能力。碳纤维增强复合材料作为结构的重要加固材料，其自身的耐冲击性能直接关系到结构抵抗冲击荷载的能力，现在对这种复杂结构形式在

3、冲击荷载下的动态响应及结构的耐冲击性能的研究还处于初步探索之中。本文采用课题组自制的落锤试验装置对冲击荷载下CFRP布加固混凝土柱的抗冲击破坏机理进行研究，并对试验后的损伤柱建立起相应的有限元模型柱，然后在模型柱两端施加轴压进行仿真分析。本文研究内容具体如下：1.详细介绍试验设计与制作，分为试件和试验装置的设计与制作。其中试件组成材料包括混凝土和CFRP布，试验装置包括加载装置和量测装置。2.在不同冲击高度的情况下，采用课题组自制的落锤试验装置分别对包裹CFRP布的混凝土柱和素混凝土柱进行落锤冲击试验，

4、获得了落锤的冲击力时程曲线、混凝土表面和CFRP表面的应变时程曲线和支座反力时程曲线，并用相机拍下了落锤冲击混凝土柱的整个破坏过程。3.选取冲击试验后的素混凝土柱和包裹CFRP布的混凝土柱作为有限元模拟分析的对象，主要通过损伤柱的裂缝图、柱端荷载-位移关系曲线图以及挠度-轴向力曲线图来研究损伤柱在受轴压条件下的破坏机理。关键词：冲击，碳纤维复合材料，落锤试验，轴压，损伤柱I`AbstractCarbonfiberreinforcedcomposites(CFRP)havebeenwidelyusedin

5、thereinforcementofvariousreinforcedconcretestructures.Inrecentdecades,thereinforcedconcretestructureshavebeendamagedorevencollapsedwithdifferentimpactloads.Therefore,engineersmustfirstconsidertheimpactresistanceofbuildingstructuressubjectedtovariouskinds

6、ofdestructiveloadsinthecurrent.Asanimportantreinforcementmaterialforthestructure,carbonfiberreinforcedcompositematerialhasitsownimpactresistancedirectlyontheabilitytoresistimpactload.Thestudyofthedynamicresponseofthecomplexstructureundertheimpactloadandt

7、heimpactresistanceofthestructureisstillinthepreliminaryexploration.Inthispaper,theimpactfailuremechanismofthereinforcedconcretecolumnsstrengthenedwithCFRPclothundertheimpactloadisstudiedbytheself-madedrophammertestdevice,andthecorrespondingfiniteelementm

8、odelcolumnissetupforthedamagedcolumnafterthetest,andthentheaxialpressureisappliedtothesimulationanalysis.Thecontentsofthispaperareasfollows:Thedesignandproductionofthetestareintroducedindetail,itIncludesthedesignandmanufac