FRP-混凝土—鋼雙管柱的設計方法研究.pdf

1、FRP復合材料由于其輕質高強、耐腐蝕等一系列特點,近二十年來引起了各國學者的廣泛關注。FRP-混凝土-鋼雙管柱(FRP-Concrete-Steel Double-Skin Tubular Column,簡稱DSTC)是一種有效利用復合材料特點的新型組合構件形式。本文對DSTC構件正截面受壓承載力設計方法進行了深入的研究。首先設計并部分實施DSTC長柱的偏心受壓的試驗,研究構件偏心距、長細比以及FRP管徑厚比對DSTC長柱性能的影響。試

2、驗包括了對GFRP管、無縫鋼管和自密實混凝土的材料性能試驗和對構件的偏壓試驗。對偏心受壓下,DSTC中FRP管、混凝土和鋼管的破壞模式進行探討。接下來結合纖維單元法和數值積分手段對DSTC構件進行了數值分析。分析對約束混凝土采用了可變約束模型,考慮了偏心受壓對FRP管約束作用的影響。提出了更加簡單的計算方法。與計算軟件OpenSees和試驗的結果比較顯示,分析模型能夠準確地分析DSTC構件在不同長細比和偏心距下的性能。然后采用纖維單元法

3、對DSTC短柱正截面承載力的計算進行了探討。通過對混凝土的受壓區(qū)高度等效和計算表達式近似等手段對約束混凝土、鋼管和FRP管的作用分別進行了簡化,得到了可用于計算DSTC短柱正截面承載力的簡化設計公式。論文接著修改了長柱分析的計算程序,提出計算DSTC構件臨界長細比的方法。通過對影響臨界長細比的參數進行分析,利用影響顯著的5個參數擬合成界限長細比的簡化計算公式。最后對DSTC長柱正截面受壓承載力進行了研究。對FRP用量的經濟性提出了建議,