论文部分内容阅读
我国经济的飞速发展对土木工程领域提出了新的要求,未来土木工程建设的发展将朝着超高层建筑、大跨度桥梁、超长隧道等一系列大型土木建设方向发展,另外,纤维增强复合材料(Fiber Reinforced Polymer,简称FRP)在土宋工程领域中开始被大量应用,在此背景下,一些包含FRP的新型组合构件不断被提出。香港理工大学滕锦光教授提出的FRP-混凝土-钢管组合柱(FRP-Concrete-Steel Double-Skin Tubular Column)是一种由外部FRP、内部钢管以及中间填充的混凝土三种材料组成的新型组合构件,它有耐久性好、承载力高以及延性好等优点,目前关于该新型组合结构的研究成果相对较少,为了更好地研究该新型组合柱的轴压性能,本文的研究工作按以下几点展开:(1)对6个GFRP管-混凝土-钢管实心组合短柱进行了轴压试验研究,主要研究了加载方式、夹层混凝土厚度以及夹层混凝土种类对组合柱轴压性能的影响。(2)利用大型有限元软件ANSYS对6个试件的轴压性能进行了仿真模拟,结果表明,通过合理的选择单元类型、材料属性、网格划分方法等操作,ANSYS软件可以很好地模拟FRP管-混凝土-钢管组合短柱的轴压性能。(3)基于已经建立的有限元模型进行了一系列参数研究,主要进行了GFRP管厚度、钢管厚度和强度、夹层混凝土强度对FRP管-混凝土-钢管空心组合短柱和实心组合短柱轴压性能影响的对比分析,以及钢管强度、夹层混凝土强度、核心混凝土强度对核心加载和全截面加载方式下FRP管-混凝土-钢管实心组合短柱轴压性能影响的对比分析。(4)基于已有的FRP约束混凝土强度模型与试件的有限元计算结果,分别对FRP管-混凝土-钢管实心组合短柱中夹层混凝土、核心混凝土的抗压强度进行了线性拟合,并得到FRP管-混凝土-钢管实心组合短柱的拟合承载力,与有限元结果进行对比,验证了其合理性。