浅谈frp约束混凝土的轴压性能研究

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1、上海大学硕士学位论文FRP约束混凝土的轴压性能研究姓名：刘能科申请学位级别：硕士专业：结构工程指导教师：欧阳煜20070301上海大学硕士学位论文摘要纤维增强塑料(FRP)是一种新型的结构材料，因其卓越的性能，在土木工程领域得到越来越广泛的应用。FRP约束混凝土是其中一种有效的应用方式，可以大幅提高混凝土的强度和延性，具有良好的经济效益。本文在前人研究的基础上，通过理论分析，对FRP约束混凝土的轴压性能进行了研究，分别建立了FRP约束圆柱的应力．应变关系分析模型和FlIP约束矩形柱的应力．应变关系设计模型。主要研究内容包括：(1)本文收集了15

2、3个FRP有效极限拉应变数据，所有数据都从FRP约束混凝土圆柱试验所测得，且试件破坏都为FRP断裂破坏。本文对这些数据进行了归纳和统计，根据统计结果对FRP有效极限拉应变进行取值以确定FRP约束混凝土的破坏准则。(2)在考虑静力平衡条件以及混凝土和FRP闻的位移协调条件的基础上，建立了FRP约束混凝土圆柱的力学模型。根据混凝土柱是实心圆柱还是圆管、FRP层是否承担轴向压力，共分四种情况对FRP约束混凝土圆柱的侧向约束应力进行了分析。(3)基于主动约束下的泊松比变化规律和应力．应变关系模型，采用迭代方法，全过程计算具有被动约束特征的FlIP约束混

3、凝土圆柱的应力．应交关系，建立了FRP约束混凝土圆柱的应力．应变关系分析模型。结果表明，无论是对于强约束还是弱约束的FlIP约束混凝土，计算结果与已有大量试验结果相比吻合良好。同时，对无约束混凝土抗压强度、FRP极限抗拉强度和侧向约束刚度等参数进行了分析。(4)在国内外试验研究的基础上，分析了FRP约束混凝土矩形柱应力．应变关系曲线的特征。建议了强、弱约束分界点的判断式以及分界点应力和应变的计算公式。针对强、弱约束曲线分别建立了极限应力和极限应变的计算模型。最后，提出了一个FRP约束混凝土矩形柱的应力．应变关系设计模型。该模型中，等效圆柱直径取

4、值时考虑了倒角半径的影响，并假定等效圆柱的直径为对角两圆弧中点的距离。此外，截面形状系数考虑了截面高宽比的影响。计算结果与V上海大学硕士学位论文已有其他研究者的试验结果相比吻合良好。关键词：FRP；约束混凝土；抗压强度；峰值应变；应力．应变关系VI上海大学硕士学位论文ABSTRACTFiberreinforcedpolymer(FRP)isanewkindofstructuralmaterials．FRPcompositesareusedextensivelyincivilengineering,becauseoftheirgoodperfor

5、mance．ConfiningConcretebyFRPisaneffectiveapplication．It啪improvetheconcretecompressivestrengthandductility．Ithasgoodeconomicreturns．Basedonthepredeces娜’work，thispaperinvestigatesthetheorycalculationmethodofstress—strainrelationshipofFRP·confinedconcrete．Thefollowingarcsummari

6、zesoftheoretical孤alysis：(1)Atotalof153testresultsofeffectiveultimatetensilestrainareassembled．AlltestdataarecollectedfromexperimentsofFRP—confinedconcretecylindersandthefailureofallspecimensisFRPtensilerupture．FailurecriterionofFRP·confinedconereteissuggestedbasedonthetestre

7、sults．(2)Based011theforceequilibriumanddisplacementcoordination,amechanicalmodelofFRP—confinedconcretecylindersispresented．Thelateralrestraintstressisstudiedaccordingtofourconditions．(3)Ananalytiealmodelisintroducedtopredictthebehaviorofaxiallyloadedconcretecircularcolumnsco

8、nfinedbyFRP．Thismodelisbased011thePoisson’Sratiomodelandtheconfinementmodel