GFRP-钢复合管约束再生混凝土柱的抗震性能试验研究

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1、广东工业大学硕士学位论文（工学硕士）GFRP-钢复合管约束再生混凝土柱的抗震性能试验研究方劲松二○一八年五月分类号：学校代号：11845UDC：密级：学号：2111509013广东工业大学硕士学位论文（工学硕士）GFRP-钢复合管约束再生混凝土柱的抗震性能试验研究方劲松指导教师姓名、职称：刘锋教授1专业或领域名称：土木工程1学生所属学院：土木与交通工程学院论文答辩日期：2018年5月DissertationSubmittedtoGuangdongUniversityofTechnologyfortheDegreeofMaste

2、r（MasterofEngineeringScience）SeismicPerformanceTestofGFRP-SteelCompositeTubeConfinedRACColumnsMaster.Candidate:FangJingsongSupervisor:Prof.LiuFengMay2018SchoolofCivilandTransportationEngineeringGuangdongUniversityofTechnologyGuangzhou，Guangdong，P.R.China,510006摘要摘要钢

3、管混凝土由于钢管的存在使得混凝土变形受到钢管的外部约束而处于三向受力状态，其承载能力大大提高，同时钢管的套箍作用也提高了混凝土的塑性能力，随着研究的不断成熟和完善，使钢管混凝土在实际工程应用中得到青睐和推广。但是在大跨度结构或者海洋环境中，钢管混凝土结构受到环境因素的影响出现锈蚀、耐久性的问题十分严峻。纤维增强复合材料（FRP）和钢管混凝土的结合，钢管外壁缠绕FRP不仅可防止钢管的局部屈曲提高承载力，大大减轻结构自重使得采用薄壁钢管成为可能；同时可以有效解决钢材的腐蚀问题。GFRP（玻璃纤维材料）有着较低的弹性模量和较好的极限

4、延伸率，热膨胀系数与钢材和混凝土也较为接近，可以更好地与钢管混凝土协同工作，除此之外，GFRP相对于其他纤维材料来说有更好的电绝缘性，约束钢管后可以在一定程度上防止由于恶劣环境所诱发的钢材电化学腐蚀。高的极限延伸率，热膨胀系数与钢材和混凝土也更为接近，因此可以更好地与钢管混凝土协同工作，此外GFRP具备较好的电绝缘性，约束钢管后可防止恶劣环境诱发的钢材电化学腐蚀。同时结合再生骨料混凝土，形成一种新型组合结构—GFRP-钢复合管约束再生混凝土柱，性能优良环保经济，具有良好的工程应用前景。本试验设计和制作了6根GFRP-钢复合管约

5、束再生混凝土组合柱和1根钢管约束再生混凝土对比柱，以长细比和轴压比为参数，研究试件在定轴力和循环往复水平荷载作用下的破坏形态，滞回曲线、骨架曲线、刚度退化曲线，分析试件的延性性能和耗能能力，并计算得出试件的骨架曲线恢复模型。研究结果表明：GFRP-钢复合管约束再生混凝土组合柱比钢管约束再生混凝土柱具有更好的抗震性能，在轴压比一定时，GFRP-钢复合管约束再生混凝土组合柱随着长细比的减小，初始刚度和水平承载力越大，试件的耗能能力也越好；在长细比一定时，试件随着轴压比的增大，初始刚度和水平承载力越大，且在试件较小轴压比的情况下，轴

6、压比越大，耗能能力越小。关键词：GFRP-钢复合管；再生混凝土；抗震性能；骨架曲线；耗能能力IABSTRACTABSTRACTWiththematurityoftheconcrete-filledsteeltube,itisgettingfavoredandpromotedinpracticalengineeringapplications.Thesteelpipeisinthree-waystressstatewhichconcretesufferedfromtheexternalconstraintsofthesteelp

7、ipe.Thereforecarryingcapacityofconcrete-filledsteeltubegreatlyimproved,andthesteelpipe'sferruleeffectalsoimprovestheconcrete'splasticity.However,concrete-filledsteeltubularstructuressubjecttoeffectofenvironmentalfactorssothatthecorrosionanddurabilityofstructuresares

8、evereinlong-spanstructuresorthemarineenvironment.AsFiberreinforcedpolymer(FRP)andconcrete-filledsteeltubesarecombined,FRPconvolvedontheout