【摘 要】
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近年来,国内外研究学者对纤维增强复合材料(Fiber reinforced polymer,FRP)约束混凝土已经进行了大量的试验研究和理论分析,并取得了丰硕的成果。FRP材料的抗拉强度高、耐腐
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近年来,国内外研究学者对纤维增强复合材料(Fiber reinforced polymer,FRP)约束混凝土已经进行了大量的试验研究和理论分析,并取得了丰硕的成果。FRP材料的抗拉强度高、耐腐蚀性能好、自重轻,缠绕在混凝土上,使混凝土处于三向受压状态,可以大幅度提高混凝土的承载力和延性。但是之前研究大多围绕在FRP单向纤维材料(FRP布、FRP管)约束混凝土的受力性能,对FRP双向纤维材料(FRP网格)约束混凝土的研究较少。FRP网格由于其独特的形态与特性在加固补强中相比FRP布具有特殊的优势。为了充分探究FRP网格约束混凝土的受力性能和约束机理,本文在总结FRP约束混凝土受力性能的基础上,进行了如下几点研究工作:(1)CFRP网格约束混凝土圆柱的轴心受压性能试验研究。试验共设计了包括对比柱在内的30个试件,研究了CFRP网格层数、混凝土强度等级、CFRP布与CFRP网格不同组合方式等参数对CFRP网格约束混凝土轴压性能的影响。试验结果表明,CFRP网格约束混凝土对混凝土的承载力和延性均有一定程度的提高。CFRP网格约束混凝土圆柱最终破坏时,试件完整性较好,呈现出延性破坏特征。(2)总结评价了已有FRP约束混凝土柱的应力-应变曲线有强化段的应力-应变模型。根据收集的170个试验数据,提出了针对不同FRP材料的强度模型和应变模型,并将模型引入Lam and Teng公式中,以形成一个应用更广泛的应力-应变计算模型,通过验证发现模型结果与试验结果吻合较好。(3)通过对FRP约束混凝土柱的应力-应变曲线有软化段下受力性能的规律总结,然后基于本文试验提出了CFRP网格约束混凝土相关参数的计算模型及应力-应变模型。将模型计算结果与试验结果进行对比分析,发现两者吻合良好,为FRP网格加固混凝土柱在工程实际中的应用提供设计参考。(4)进行了FRP网格约束混凝土圆柱的数值模拟研究。通过模拟结果与试验结果对比分析,发现两者吻合较好,说明本文所采用的有限元模型是合理的,能够反映FRP网格约束混凝土的受力性能。进而通过有限元进一步模拟试验中未涉及到的参数,对FRP网格约束混凝土柱的受力性能及约束机理进行更深入的分析。
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