【摘 要】
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碳纤维布(Carbon Fiber Reinforced Polymer,简称CFRP)增强混凝土结构技术是近几年发展起来的一种增强加固混凝土结构的新方法.目前,在世界范围内形成了一个研究、开发和利用
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碳纤维布(Carbon Fiber Reinforced Polymer,简称CFRP)增强混凝土结构技术是近几年发展起来的一种增强加固混凝土结构的新方法.目前,在世界范围内形成了一个研究、开发和利用该项技术的新热点.在土木工程中,研究较多的是对已有结构的改造,翻新和加固,即结构受载后增强;对于结构受载前,以CFRP完全或部分代替钢材用于结构的增强研究也已经开始.在后一种研究中有一种用CFRP筒体兼做模板,内部浇筑钢筋混凝土的结构形式—CFRP筒钢筋混凝土结构的研究引起很多专业人士的重视.它不仅提高柱的强度和延性,而且防腐性好.钢管混凝土能够适应现代工程的发展趋势,符合现代施工技术的要求,因而应用越来越广泛,并取得良好的经济效益和建筑效果,是结构工程科学的重要发展方向之一.但是钢管混凝土目前存在着一些问题例如:钢结构防护技术的要求,钢结构防护包括防火、防腐、防锈,钢结构体系房屋造价高的主要原因是钢结构的防护技术要求较高,费用较高,另外,高强度钢材的应用在一定程度上提高了成本.如果将碳纤维筒结构和钢管混凝土结合起来使用,不但可以解决CFRP筒成本较高、脆性破坏等不足因素,还可以解决钢管混凝土结构的上述问题.该文主要从试验研究,理论分析和有限元分析三部分对CFRP钢管混凝土轴压短柱进行了研究,得到了以下一些主要结论和创新点.通过8根圆CFRP钢管混凝土轴压短柱和用于对比的4根圆钢管混凝土轴压短柱承载力的试验研究,得出了CFRP钢管混凝土极限承载力相对于钢管混凝土有较大幅度提高,并且提高的比率与含CFRP率有着直接的关系,对圆CFRP钢管混凝土轴压短柱的受力性能进行了理论分析;在此基础上,提出了此类构件承载力计算的基本假定,采用极限平衡法,提出了此类构件的屈服承载力和极限承载力简化计算式;应用简化计算式的计算结果与实验结果吻合良好且偏于安全,满足工程需要.利用ANSYS有限元软件,建立有限元分析模型,计算出了试件的屈服承载力,并将计算结果与试验结果进行比较,得到了比较满意的结果.
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