【摘 要】
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CFRP(Carbon Fiber Reinforced Polymer,碳纤维增强聚合体)具有轻质、高强和耐腐蚀等特性被广泛应用到工程实例中。CFRP-钢管混凝土指的是在CFRP-钢管复合管内浇筑混凝土而形成的构件,也指的是用CFRP修复或者加固受损的现有混凝土而形成的组合构件。CFRP-钢管混凝土结合了钢管混凝土和FRP管混凝土的优点,但目前对其理论分析仍处于初级阶段。为研究方CFRP-钢管混
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CFRP(Carbon Fiber Reinforced Polymer,碳纤维增强聚合体)具有轻质、高强和耐腐蚀等特性被广泛应用到工程实例中。CFRP-钢管混凝土指的是在CFRP-钢管复合管内浇筑混凝土而形成的构件,也指的是用CFRP修复或者加固受损的现有混凝土而形成的组合构件。CFRP-钢管混凝土结合了钢管混凝土和FRP管混凝土的优点,但目前对其理论分析仍处于初级阶段。为研究方CFRP-钢管混凝土剪切静力性能,本论文主要分为理论研究和试验研究两大部分,先以试验为基础,后运用ABAQUS软件按照试验的加载方式进行模拟,对试验无法观测到的各组合材料的受力情况进行研究。本文对12个方CFRP-钢管混凝土构件进行试验研究,试验结果如下:(1)在试验加载前期,试件无明显变形,当加载至峰值荷载的70%时,试件变形逐渐显著,当加载至峰值荷载时,试件上表面钢管被剪断,试件破坏,破坏时剪切位移较小,属于脆性破坏。(2)随着混凝土强度等级的提高,试件的承载力以及试件在弹性阶段的刚度有显著提高,横向CFRP层数的变化对试件的承载力和弹性阶段的刚度影响较小。(3)通过对模拟曲线与试验曲线以及变形模态的对比,发现模拟结果和试验结果吻合良好,证明了模拟的有效性。在有效的模型的基础上对混凝土强度等级fcu、钢材屈服强度fy、含钢率α和横向CFRP进行等参数进行模拟,结果表明,随着.fcu、fy和α的提升,构件的承载力也随着提高,但对弹性阶段的刚度提升效果不显著,但随着混凝土强度等级的提升,构件的承载力和弹性阶段的刚度随之大幅度提高。(4)结合本试验和模拟的研究结果,以及韩林海关于钢管混凝土抗剪承载力的定义,定义方CFRP-钢管混凝土构件的抗剪承载力为中截面剪应变达到15000με时所对应的剪力,根据模拟结果和参数分析结果拟合出方CFRP-抗剪承载力计算式。本文关于方CFRP-钢管混凝土的剪切静力性能的研究结果,为后续剪力滞回性能的研究分析奠定了基础。
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