| 【中文题名】 | FRP约束混凝土轴心受压性能的试验研究和理论分析 |
| 【英文题名】 | Experimental Study and Theoretical Analysis on Axial Compression Behavior of Concrete Columns Confined with FRP |
| 【学科专业】 | 结构工程 |
| 【论文级别】 | 硕士论文 |
| 【投稿时间】 | 2007-8-2 |
| 【中关键词】 | FRP复合材料,约束混凝土,方形截面,非线性有限元分析,应力—应变关系,承载力 |
| 【英关键词】 | Fiber Reinforced Plastics （FRP）,confined concrete columns,square section,nonlinear finite element analysis,stress-strain relationship,strength, |
| 【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】 |
FRP约束混凝土具有承载力高、变形性能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。随着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约束混凝土设计方法显得尤为突出和重要。
本文主要研究了纤维布约束钢筋混凝土的轴心受压性能，确定了纤维布约束钢筋混凝土轴心受压时的材料本构模型、单元类型和有限元模型，运用ANSYS程序计算了纤维布约束钢筋混凝土轴心受压时在不同加固参数条件下的极限承载力。计算结果表明，该加固方法能有效地约束钢筋混凝土的横向变形，对提高钢筋混凝土的极限承载力和延性有明显的效果；同时，本文详细分析了纤维布种类、加固层数、加固间距、混凝土强度等级和几何尺寸对加固效果的影响，确定出了纤维布约束混凝土的最优加固层数和最优加固间距。通过对试验结果、有限元程序计算模拟及加固机理的分析拟合出了FRP约束钢筋混凝土的应力—应变关系模型。将试验结果和有限元计算结果进行了对比分析，有限元计算结果和试验结果基本相吻合，这说明所选择的有限元模型是合理的，可以较好的预测FRP约束混凝土方柱的受力性能，可利用有限元分析结果对FRP加固柱构件... |
| 【论文题纲】 |
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摘要 |
3-4 |
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ABSTRACT |
4-9 |
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第一章 绪论 |
9-18 |
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1.1 研究背景 |
9-10 |
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1.2 FRP加固技术 |
10-13 |
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1.2.1 FRP材料的特点 |
10-12 |
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1.2.2 FRP加固技术的应用 |
12-13 |
|
1.3 FRP约束混凝土的研究现状 |
13-16 |
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1.3.1 FRP约束混凝土的特点 |
13-14 |
|
1.3.2 FRP约束混凝土的研究现状 |
14-16 |
|
1.3.3 课题的引出 |
16 |
|
1.4 本文的内容和意义 |
16-18 |
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第二章 FRP约束混凝土轴心受压性能试验 |
18-34 |
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2.1 概述 |
18 |
|
2.2 试验概况 |
18-22 |
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2.2.1 试件制作 |
18-21 |
|
2.2.2 加载装置及加载方案 |
21 |
|
2.2.3 测点布置及数据采集 |
21-22 |
|
2.3 试验现象和试件破坏模式 |
22-26 |
|
2.3.1 试验现象 |
22-24 |
|
2.3.2 试件破坏过程 |
24-26 |
|
2.4 试验结果分析 |
26-32 |
|
2.4.1 轴力应变关系分析 |
26-28 |
|
2.4.2 强度分析 |
28-29 |
|
2.4.3 影响约束效果的因素分析 |
29-32 |
|
2.5 本章小结 |
32-34 |
|
第三章 FRP约束混凝土的有限元分析 |
34-51 |
|
3.1 概述 |
34 |
|
3.2 材料模型 |
34-37 |
|
3.2.1 混凝土的本构关系 |
34-36 |
|
3.2.2 钢筋的本构关系 |
36 |
|
3.2.3 碳纤维布的本构关系 |
36-37 |
|
3.3 FRP约束混凝土的有限元模型 |
37-41 |
|
3.3.1 单元模型选取及参数输入 |
37-39 |
|
3.3.2 模型的建立 |
39 |
|
3.3.3 单元划分和边界条件 |
39-40 |
|
3.3.4 方柱试件的有限元分析模型 |
40-41 |
|
3.4 ANSYS程序计算结果分析 |
41-46 |
|
3.4.1 程序计算结果 |
41-42 |
|
3.4.2 计算结果分析 |
42-43 |
|
3.4.3 影响约束效果的因素分析 |
43-46 |
|
3.5 FRP约束混凝土受力机理分析 |
46-50 |
|
3.5.1 纤维布应变沿环向分布 |
46-47 |
|
3.5.2 水平截面混凝土正应力分布 |
47-48 |
|
3.5.3 水平截面混凝土剪应力分布 |
48-49 |
|
3.5.4 受力机理分析 |
49-50 |
|
3.6 本章小结 |
50-51 |
|
第四章 FRP约束混凝土的应力-应变计算模型 |
51-68 |
|
4.1 概述 |
51 |
|
4.2 FRP约束混凝土圆柱应力-应变计算模型 |
51-55 |
|
4.2.1 已有FRP约束混凝土圆柱应力-应变关系计算模型 |
51-53 |
|
4.2.2 模型的评价 |
53-55 |
|
4.3 FRP约束混凝土方柱应力-应变计算模型 |
55-64 |
|
4.3.1 约束机理分析 |
55-57 |
|
4.3.2 FRP约束混凝土方柱的计算模型 |
57-61 |
|
4.3.3 FRP约束混凝土方柱的应力-应变关系模型 |
61 |
|
4.3.4 推荐模型与试验结果对比 |
61-64 |
|
4.4 FRP约束矩形截面柱的应力-应变关系模型 |
64-66 |
|
4.4.1 矩形截面柱的有效约束系数 |
64-65 |
|
4.4.2 矩形截面柱的应力-应变关系模型 |
65 |
|
4.4.3 推荐模型与有限元模型计算结果对比 |
65-66 |
|
4.5 本章小结 |
66-68 |
|
第五章 FRP约束钢筋混凝土柱承载力简化计算 |
68-74 |
|
5.1 概述 |
68 |
|
5.2 极限破坏标准的确定 |
68 |
|
5.3 FRP约束混凝土柱轴压承载力的计算 |
68-72 |
|
5.3.1 基本假定 |
68-69 |
|
5.3.2 不同控制条件下承载力计算 |
69-71 |
|
5.3.3 FRP约束混凝土柱设计计算过程 |
71-72 |
|
5.3.4 计算结果与试验结果比较 |
72 |
|
5.4 本章小结 |
72-74 |
|
第六章 结论与展望 |
74-76 |
|
6.1 结论 |
74-75 |
|
6.2 展望 |
75-76 |
|
参考文献 |
76-79 |
|
致谢 |
79-80 |
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攻读硕士学位期间发表的论文 |
80 |
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| 【DOI】 | LunWen.ID:2.2008.123572 |
