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随着土木工程结构的老龄化、设计规范的更新换代等,对工程结构加固和维修问题的研究越来越受到我国及世界其他国家的普遍关注。FRP约束混凝土柱具有承载力高、抗腐蚀性好和施工方便等优点,建筑效果和经济效果良好,是发展前景广阔的一种结构形式。我国经济和建设事业的不断发展,FRP约束混凝土的应用必将日益增多,因此寻求合理的FRP约束混凝土柱设计方法显得突出和重要。
本文在系统总结国内外有关试验和理论研究成果的基础上,以研究GFRP混凝土圆形管柱的轴压力学性能为基础,探讨FRP约束混凝土柱的力学性能,具体进行了以下几个方面的工作:
(1)对GFRP和约束混凝土的材料性能进行了研究,着重介绍了GFRP缠绕管的层合理论设计法及失效准则,然后对混凝土在三向受压下的主要力学性能及本构关系进行了系统介绍。
(2)通过试验研究了GFRP混凝土圆形管长柱轴心受压的荷载一应变关系曲线和破坏形态,分析了组合构件各参数对管柱的整体承载力及变形性能的影响;
(3)运用经典层合板理论和组分材料相互约束条件,归纳出构件在弹塑性阶段终点时GFRP管和核心混凝土的轴向应力预测方程。在GFRP管和核心混凝土界面无黏接力的情况下,用合成法得到GFRP混凝土圆形管柱轴心受压状态下的强度临界值,与试验结果吻合较好。
本文工作可为进一步深入研究FRP约束混凝土柱力学性能和承载力、以及有关工程实践提供参考。