二次受力FRP约束混凝土圆柱轴压性能分析

论文摘要

FRP(纤维增强复合材料)作为一种新型的补强修复材料,凭借其高强、轻质等优异材料属性,以及施工简便、不增加构件截面尺寸等诸多优点,已经在混凝土结构加固中得到广泛的应用,并作为一种新型高性能结构材料受到结构工程界的广泛关注,国内外有关研究和工程单位开展了大量的研究和实践应用。但是,二次受力问题在混凝土结构加固改造工程中不可避免,现有大量关于应用FRP约束加固法提高混凝土抗压强度及延性的研究,多以无初始荷载为前提,不符合加固改造工程实际工况。本文介绍了结构工程中常用的FRP材料性能和形式,分析了其优点与不足,并在国内外关于FRP约束混凝土柱方面的试验数据及研究成果的基础上,对二次受力FRP约束混凝土圆柱的轴压性能进行分析,研究工作如下：首先,对三个无初始荷载下的FRP约束混凝土圆柱进行有限元分析,并将有限元结果与已有的试验数据进行对比,以验证有限元分析方法的正确性。其次,进行了四组不同初始轴压比下FRP约束混凝土圆柱的轴压性能分析,其涉及了CFRP与GFRP两种不同弹性模量的FRP约束。研究分析初始轴压荷载对约束构件轴压性能的影响。最后,模拟分析了一组高初始轴压比情况下的强约束构件,研究分析高初始轴压比对强约束构件轴压性能的影响。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.2 混凝土结构加固技术
• 1.2.1 结构加固方法分类
• 1.2.2 钢筋混凝土结构加固方法
• 1.3 FRP材料简介
• 1.4 FRP在土木工程中的应用
• 1.4.1 FRP在加固混凝土结构中的应用
• 1.4.2 FRP在新建结构中的应用
• 1.5 FRP加固混凝土结构研究现状
• 1.5.1 FRP加固混凝土柱的轴压力学性能
• 1.5.2 FRP加固混凝土柱偏心受压性能的研究
• 1.5.3 FRP加固混凝土柱抗震性能
• 1.5.4 其它问题
• 1.5.5 相关规范
• 1.6 本论文的研究内容及主要工作
• 第2章 FRP约束混凝土圆柱的工作机理
• 2.1 FRP约束混凝土圆柱的破坏模式和典型模型
• 2.2 FRP约束混凝土的抗压强度
• 2.3 FRP约束混凝土的应力应变关系
• 2.4 本章小结
• 第3章 FRP约束混凝土圆柱轴压性能的有限元分析
• 3.1 ABAQUS简介
• 3.2 ABAQUS中的本构模型
• 3.2.1 混凝土塑性损伤模型
• 3.2.2 FRP材料的本构模型
• 3.3 有限元分析模型的建立
• 3.4 试验验证
• 3.4.1 试验概况
• 3.4.2 有限元分析结果
• 3.5 本章小结
• 第4章 二次受力FRP约束混凝土圆柱轴压性能的有限元分析
• 4.1 二次受力FRP约束混凝土圆柱的受力过程
• 4.2 构件分组及参数
• 4.3 无初始荷载下构件轴压性能的有限元分析结果
• 4.3.1 构件破坏前的状况
• 4.3.2 有限元分析结果
• 4.4 二次受力构件轴压性能的有限元分析结果
• 4.4.1 单元生死
• 4.4.2 有限元分析结果
• 4.5 高初始轴压比情况下强约束构件的分析
• 4.5.1 构件参数
• 4.5.2 有限元分析结果
• 4.6 本章小结
• 第5章 结论与展望
• 5.1 结论
• 5.2 展望
• 参考文献
• 攻读学位期间发表的论文和取得的科研成果
• 致谢