【摘 要】
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本文对浸泡环境下GFRP管混凝土轴压柱的极限承载力进行了理论、数值和试验研究。结合Tsai-Hill各项正交异性板屈服准则和钢管混凝土柱中钢管的屈服准则,本文提出了GFRP管屈服
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本文对浸泡环境下GFRP管混凝土轴压柱的极限承载力进行了理论、数值和试验研究。结合Tsai-Hill各项正交异性板屈服准则和钢管混凝土柱中钢管的屈服准则,本文提出了GFRP管屈服准则。基于三种不同屈服准则(GFRP管屈服准则、Hoffman屈服准则和王震鸣改进的Tsai-Hill屈服准则)并结合GFRP管与混凝土之间的极限平衡关系推导出三种GFRP管混凝土柱轴压承载力的理论计算公式。根据水浸泡和海水浸泡环境下GFRP材料随浸泡时间的力学性能衰减规律,给出了水浸、海水浸泡环境下GFRP管混凝土柱轴压承载力的计算办法。通过5组10根GFRP管混凝土短柱的轴压试验和30根有限元数值构件的数值模拟,验证了所推理论计算公式的准确性,并进一步分析了水、海水浸泡环境对GFRP管混凝土柱轴压性能的影响。研究表明:基于GFRP管屈服准则、Hoffman屈服准则和王震鸣改进的Tsai-Hill屈服准则建立的三种GFRP管混凝土柱的轴压承载力计算公式可用于计算GFRP管混凝土柱的轴压极限承载力。水、海水浸泡环境下的GFRP管混凝土柱的极限承载力计算办法能较为准确地计算出浸泡后的组合柱极限承载力,理论计算值、数值模拟值和试验值吻合较好。水、海水浸泡环境对GFRP管混凝土柱的轴压极限承载力以及变形性能都有影响。本文运用基于王震鸣改进的Tsai-Hill屈服准则的轴压承载力公式,分析了不同纤维铺层角度、GFRP管厚度、混凝土强度三种因素对GFRP管混凝土柱轴压承载力的影响。研究表明:铺层角度与极限承载力之间成非线性变化;增加GFRP管的厚度能显著提高组合柱的轴压极限承载力,且其变形能力也随之提高;混凝土强度的提高能显著提高组合柱的轴压极限承载力,但其变形能力却随之下降。
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