内置gfrp管的钢管混凝土组合柱的轴压性能研究

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1、广东工业大学硕士学位论文（工学硕士）内置ＧＦＲＰ管的钢管混凝土组合柱的轴压性能研究蔡兆琼二？一五年六月１１８４５：分类号：学校代号８ＵＤＣ：密级：学号：２１１１２０９０１广东工业大学硕士学位论文（工学硕士）内置ＧＦＲＰ管的钢管混凝土组合柱的轴压性能研究蔡兆琼指导教师姓名、职称：龙跃凌副教授学科（专业）或领域名称：结构工程学生所属学院：土木与交通工程学院论文答辩日期：２０１５年６月５日ＡＤｉｓｓｅｒｔａｔｉｏｎＳ

2、ｕｂｍｉｔｔｅｄｔｏＧｕａｎｇｄｏｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙｆｏｒｔｈｅＤｅｒｅｅｏｆＭａｓｔｅｒｇ（ＭａｓｔｅｒｏｆＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ）ＲｅｓｅａｒｃｈｏｎａｘｉＣＦＴｌｉｈｉａｌｌｏａｄｂｅｈａｖｏｒｏｆｃｏｕｍｎｓｗｔＧＦＲＰＴＩｎｎｅｒｕｂｅＣａｎｄｉｄａｔｅ；ＣａｉＺｈａｏｑｉｏｎｇＳｕｐｅｒｖｉｓｏｒ：Ｐｒｏｆ．ＬｏｎｇＹｕｅｌｉｎｇＪｕｎｅ２０１５ＳｃｈｏｏｌｏｆＣｉｖｉ

3、ｌａｎｄＴｒａｎｓｏｒｔａｔｉｏｎＥｎｉｎｅｅｒｉｎｐｇｇＧｕａｎｇｄｏｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＧｕａｎｚｈｏｕＧｕａｎｄｏｎＰ．Ｒ．Ｃｈｉｎａ５１０００６ｇ，ｇｇ，，摘要内置ＧＦＲＰ管的钢管混凝土组合柱是一种新型的组合结构构件，即将ＧＦＲＰ管同心置于普通钢管混凝土柱内而形成的一种组合柱ＦＲＰ。由于内置Ｇ管的存在，核心混凝土的约束作用得到进一步提高，从而提高了钢管混凝土柱的承载力和延性。同时，由于ＧＦＲＰ管内置于钢管

4、混凝土柱中，较好地避免了ＧＦＲＰ约束混凝土的脆性破坏。本文对内置ＧＦＲＰ管的钢管混凝土组合柱的轴压性能进行了试验研究和理论分析，具体研宄工作及研究成果如下：（１）以ＧＦＲＰ管的直径及其厚度为主要参数，进行了９根内置ＧＦＲＰ管的钢管混凝土组合柱的轴压试验。通过试验研宄，调研了内置ＧＦＲＰ管的钢管混凝土组合柱的破坏形态－、受力机理、荷载位移曲线、极限承载力、延性等轴压性能。试验结果表明，内置ＧＦＲＰ管的钢管混凝土组合柱的承载力比普通钢管混凝土柱的高，且其峰值后的承载

5、力仍高于普通钢管混凝土柱的极限承载力；同时，内置ＧＦＲＰ管的钢管混凝土组合柱的延性比普通钢管混凝土柱的延性好。新型内置ＧＦＲＰ管的钢管混凝土组合柱的破坏型态不同于普通钢管混凝土柱。内置ＧＦＲＰ管由于外围混凝土的存在，其破坏呈延性破坏特征，即从局部破坏经历很长时间发展至全面破坏，最终导致内置ＧＦＲＰ管的钢管混凝土组合柱的破坏。另外，与钢管混凝土柱不同，内“”－置ＧＦＲＰ管的钢管混凝土组合柱的荷载位移曲线呈上升－小幅下降二次上升的形态。（２）基于本试验结果，分析了ＧＦＲＰ

6、管的直径及其厚度对内置ＧＦＲＰ管的钢管混凝土组合柱的极限承载力－、破坏特征、荷载位移曲线以及延性的影响。结果表明，当ＧＦＲＰ管的厚度相同时，组合柱的承载力及其延性随着ＧＦＲＰ管直径的增大而增大；当ＧＦＲＰ管的直径相同时，组合柱的承载力及延性随着ＧＦＲＰ管厚度的增大而增大；内置ＧＦＲＰ管的直径对内置ＧＦＲＰ管的钢管混凝土组合柱轴压性能的影响较内管厚度的显著。（３）通过分析荷载－位移曲线的特点，发现试件破坏之后的承载力与管径比有关，并通过统计的方法回归得到Ｎｐ／Ｎｕｅ极限承

7、载力与破坏之后的承载力之比与（）ＤＭ钢管直径与ＧＦＲＰ管直径之比的关系。（）（４）基于试验研究，提出适用于内置ＧＦＲＰ管的钢管混凝土组合柱的纤维模型。Ｉ广东工业大学硕士学位论文釆用所提出的纤维模型，对内置ＧＦＲＰ管的钢管混凝土组合柱轴压性能进行全程非线性分析，所得计算曲线与试验曲线比较，两者吻合良好。故本文提出的纤维模型适用于内置ＧＦＲＰ管的钢管混凝土组合柱。（５）利用本文提出旳纤维模型，对内置ＧＦＲＰ管的钢管混凝土组合柱进行变参数研宄。研究发现，减小内ＧＦ

8、ＲＰ管的径厚比ｄ／ｔ２，对内置ＧＦＲＰ管的钢管混凝土组合柱的承载力及其延性的提高比较显著。关键词：钢管混凝土柱Ｐ；轴压性能；内置ＧＦＲ管极限承载力；延性；纤维模型；ＩＩＡＢＳＴＲＡＣＴＡＢＳＴＲＡＣＴＣＦＴｃｏｌｕｍｎｓｗｉｔｈｉｎｎｅｒＧＦＲＰｔｕｂｅｉｓａｎｏｖｅｌｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅｗｈｉｃｈｃｏｎｓｉｓｔｓｏｆ，ａｎｏｒｄｎａｒｃｏｎｃｒｅｔｅｉｌｌｅｓｔｅｅｔｕｒｃｏｕｍｎａｎｄａｃｏｎｃｅ