内置工字形CFRP型材方钢管混凝土轴压中长柱力学性能研究

《内置工字形CFRP型材方钢管混凝土轴压中长柱力学性能研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、硕士研究生学位论文摘要I摘要近些年，随着我国经济、技术的迅猛发展，土木工程得到了最大规模的建设与发展，建筑的高度不断升高，各高层、大跨度建筑层出不穷。组合结构作为四大结构的补充越来越受专家学者所青睐，在总结国内外FRP与CFST柱组合结构研究的基础上，李帼昌教授率先提出了一种新型组合结构形式，即内置工字形CFRP型材的方钢管混凝土组合柱。本文主要研究内置工字形CFRP型材方钢管混凝土轴压中长柱及长柱的力学性能。在方钢管混凝土中置入工字形CFRP型材，通过方钢管、混凝土和CFRP工字形型材三者的协同作用，提高柱的承载力、延性，减小柱子的截面尺寸。基于ABAQUS非线性有限元软件，采用合

2、理的钢材、混凝土、工字形CFRP型材本构关系模型，对17个内置工字形CFRP型材的方钢管混凝土中长柱轴压构件进行有限元分析，分析了典型构件的荷载-位移、荷载-应变曲线，对典型中长柱及长柱的受力工作机理做了分析，研究在加载的各个阶段方钢管、混凝土和CFRP工字形型材分别承担纵向荷载的比例，同时对各部件中截面的应力、应变分布进行了分析。以普通钢管混凝土短柱为参考做对比研究，分析加入CFRP工字形型材后对构件力学性能的影响以及构件的破坏模态。对典型中长柱中的钢管和核心混凝土的应力云图进行全过程分析，并分析CFRP工字形型材在加载全过程的损伤失效情况。分析了不同的钢材屈服强度、混凝土强度、含

3、钢率、CFRP配置率和长细比等因素对中长柱荷载-位移曲线和极限承载力的影响。根据计算结果可知，混凝土强度越高，极限承载力提高的越明显。CFRP型材配置率的提高会显著提高构件的承载力，同时使构件荷载-位移曲线的强化现象越来越明显。钢管厚度的改变对极限承载力和延性影响较为明显，钢管厚度越大对构件承载力的提高越明显，且延性呈提高的趋势。钢管屈服强度对组合柱的初始刚度和延性影响不大，对极限承载力和残余承载力影响较大，随着钢管强度的提高，承载力逐渐增大，但增长幅度降低。内置工字形CFRP型材方钢管混凝土中长柱的极限荷载力随长细比增加而减小的趋势较明显等。对18个内置工字形CFRP型材的方钢管混

4、凝土长柱轴压构件进行有限元分析，计算所得典型长柱构件的荷载-跨中挠度曲线并分析长柱构件的工作机理。由不同CFRP配置率对轴压长柱构件的力学性能影响分析,得到相应的构件的荷载-跨中挠度对比曲线，分析得出内置工字形CFRP型材的方钢管混凝土轴压长柱的极限承载力随CFRP配置率的增大而增大。通过对不同长细比构件荷载-跨中挠度曲线的对比，分析长细比对构件力学性能的影响,得出随着长细比的增大构件的极限承载力呈下降趋势，长细比对试件的破坏荷载有较为明显的影响。基于对不同长细比构件的N-ε曲线分析,得出了内置工字形CFRP型材的方钢管混凝土轴压长柱的的弹性失稳界限长细比,并与理论计算值进行对比,并

5、说明了其可用性。通过大量有限元计算数据的回归分析,得出了内置工字形CFRP型材的方钢管混凝土II摘要硕士研究生学位论文轴压中长柱与长柱的稳定系数，在内置工字形CFRP型材的方钢管混凝土轴压短柱承载力计算公式的基础上，推出内置工字形CFRP型材的方钢管混凝土轴压中长柱及长柱的稳定承载力计算公式,并加以理论验证。关键词：方钢管混凝土；CFRP工字形型材；轴心受压；中长柱及长柱；有限元分析硕士研究生学位论文AbstractIIIAbstractInrecentyears,withtherapiddevelopmentofeconomyandtechnologyinChina,hasbeen

6、thebiggestcivilengineeringconstructionanddevelopment,theheightofthebuilding,thetopandlargespanbuildingsfullofbeautifulthingsineyes.Supplementfourstructure,compositestructurearisesatthehistoricmoment.InFRPandcombinationofCFSTcolumnstructureathomeandabroad,onthebasisofprofessorGuochangLfirstputfo

7、rwardthenewtypeofstructuralform,built-ini-sectionCFRPmaterialofsquareconcretefilledsteeltubecompositecolumn.Thispapermainlystudiesthebuilt-ini-sectionCFRPmaterialrepairedconcrete-filledrectangularsteeltubularlongcolumnsandlongcolu