| 【中文题名】 | 纤维布约束混凝土矩形柱的拐角效应分析及试验研究 |
| 【英文题名】 | Corner Effect of FRP Confined Concrete Rectangular Columns Analysis & Experiment Research |
| 【学科专业】 | 结构工程 |
| 【论文级别】 | 硕士论文 |
| 【投稿时间】 | 2007-3-2 |
| 【中关键词】 | FRP,约束混凝土,等效约束应力,等效约束半径,, |
| 【英关键词】 | FRP,confining concrete,equivalent confining stress,equivalent confining diameter, |
| 【分类导航】 | 工业技术>建筑科学>建筑结构>混凝土结构、钢筋混凝土结构>钢筋混凝土结构>柱 |
| 【论文摘要】 |
由于自然因素影响和人为因素的原因,现有的很多基础结构、设施,都急待进行加固和修复。FRP轻质高强的特性,使其在土木工程加固领域中异军突起,有着非常明显的优势。本文的主要内容是FRP加固钢筋混凝土柱即FRP约束混凝土的拐角效应和应力应变分布,通过分析,给出考虑混凝土柱拐角效应的承载力建议公式。
本文就FRP在土木工程中的应用结构形式以及其独特的优良性能进行阐述,描述了研究FRP约束钢筋混凝土柱的意义。陈述了FRP约束圆形、方形、矩形截面的混凝土柱体的应力、应变及相关参数模型研究的国内外动态,并对到目前为止关于这方面的研究成果进行了总结,并指出存在的问题。
根据FRP约束混凝土常采用的常规三轴受压强度模型形式,将现有矩形柱截面形状(倒角)对抗压强度影响的分析模型归纳为三种,即:倒角半径模型、有效约束面积模型、等效约束应力模型。在分析比较这三种模型的特点和不足的基础上,本文提出了等效圆柱直径模型的概念,即根据环压应力等效的原则,等代出对应的圆柱直径。此模型力学概念清楚,计算公式简洁。
本文对轴心和偏心两种受力状态进行有限元仿真,研究FRP布和混凝土沿柱截面的应变分布趋势,和拐角曲率... |
| 【论文题纲】 |
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摘要 |
4-5 |
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ABSTRACT |
5-8 |
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第一章 绪论 |
8-14 |
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1.1 FRP复合材料的应用 |
8-10 |
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1.1.1 FRP复合材料的性能 |
8-9 |
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1.1.2 FRP在土木工程中的应用领域 |
9 |
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1.1.3 FRP在混凝土结构加固中的应用 |
9-10 |
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1.2 FRP约束混凝土柱的研究现状 |
10-11 |
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1.2.1 国内外研究现状 |
10-11 |
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1.2.2 研究总结及存在的问题 |
11 |
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1.3 本文的主要研究内容及意义 |
11-13 |
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1.3.1 本文的主要研究内容 |
11-12 |
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1.3.2 本课题的意义 |
12-13 |
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1.4 本论文组织结构 |
13-14 |
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第二章 FRP约束混凝土柱受压性能与特点 |
14-24 |
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2.1 FRP约束混凝土柱的破坏模式和典型受力性能 |
14-15 |
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2.1.1 圆形混凝土柱 |
14-15 |
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2.1.2 矩形混凝土柱 |
15 |
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2.1.3 椭圆形混凝土柱 |
15 |
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2.2 FRP约束混凝土的抗压强度 |
15-18 |
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2.2.1 圆形混凝土柱 |
15-17 |
|
2.2.2 矩形混凝土柱 |
17 |
|
2.2.3 椭圆形混凝土柱 |
17-18 |
|
2.3 考虑矩形柱截面形状参数的折减模型 |
18-23 |
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2.3.1 倒角半径模型 |
18-19 |
|
2.3.2 有效约束区模型 |
19-20 |
|
2.3.3 等效约束应力模型 |
20-21 |
|
2.3.4 等效圆柱直径模型 |
21-23 |
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2.4 本章小结 |
23-24 |
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第三章 FRP约束混凝土柱的有限元分析 |
24-31 |
|
3.1 有限元分析模型 |
24-25 |
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3.1.1 选用单元和单元材性 |
24 |
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3.1.2 单元划分 |
24-25 |
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3.1.3 边界条件 |
25 |
|
3.2 FRP布约束混凝土受力分析 |
25 |
|
3.2.1 FRP布应变的竖向分布 |
25 |
|
3.2.2 FRP布应变沿环向的分布 |
25 |
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3.2.3 水平截面混凝土应力分布 |
25 |
|
3.3 拐角曲率半径对外包纤维应变分布的影响 |
25-30 |
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3.3.1 轴心受压状态下 |
26-28 |
|
3.3.1.1 无滑移工况下拐角的影响 |
26 |
|
3.3.1.2 无粘结工况下拐角的影响 |
26-27 |
|
3.3.1.3 有粘结（有滑移）工况下拐角的影响 |
27-28 |
|
3.3.2 偏心受压状态下 |
28-30 |
|
3.3.2.1 倒角半径对应变分布的影响 |
28-29 |
|
3.3.2.2 偏心距对应变分布的影响 |
29-30 |
|
3.4 本章小结 |
30-31 |
|
第四章 拐角曲率半径对横向约束应力的影响 |
31-40 |
|
4.1 横向约束力f_l的确定 |
31 |
|
4.2 倒角半径r 对纤维布环向抗拉强度f_(frp)的影响 |
31-32 |
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4.3 倒角半径r 对等效直径D 的影响 |
32-39 |
|
4.3.1 有限元分析模型、坐标定义与基本假设 |
32 |
|
4.3.2 有限元分析结果陈述 |
32-34 |
|
4.3.3 等效变换 |
34-39 |
|
4.3.3.1 方形截面柱的等效直径变换 |
35-36 |
|
4.3.3.2 矩形截面柱的等效直径变换 |
36-39 |
|
4.4 考虑截面形状的横向约束应力 |
39 |
|
4.5 本章小结 |
39-40 |
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第五章 CFRP约束方形RC柱轴心和偏心受压试验研究 |
40-47 |
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5.1 试验简介 |
40 |
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5.1.1 试验构件设计 |
40 |
|
5.1.2 材料力学性能 |
40 |
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5.2 试验布置及加载方式 |
40-42 |
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5.3 试验结果 |
42-46 |
|
5.3.1 试件破坏形态 |
42-44 |
|
5.3.2 混凝土柱截面应变分布 |
44-45 |
|
5.3.3 碳纤维布横向拉应变分布 |
45-46 |
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5.4 本章小结 |
46-47 |
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第六章 轴心受压柱极限承载力试验与理论计算的对比分析 |
47-58 |
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6.1 本文的建议公式 |
47 |
|
6.2 试验资料整理 |
47-55 |
|
6.2.1 圆柱 |
47-51 |
|
6.2.2 方柱 |
51-53 |
|
6.2.3 矩形柱 |
53-55 |
|
6.3 结果比较 |
55-57 |
|
6.4 本章小结 |
57-58 |
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第七章 结束语 |
58-59 |
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参考文献 |
59-61 |
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作者攻读硕士学位期间参加的学术活动和发表论文 |
61-62 |
|
致谢 |
62 |
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| 【DOI】 | LunWen.ID:2.2008.122999 |
