FRP强约束混凝土配筋柱稳定承载力的试验研究

通过长细比Lb为4.5～17.5的6根截面经圆弧化处理、外包FRP后的矩形截面的钢筋混凝土柱的轴心受压试验,研究了长细比对稳定承载力的影响。结果表明:长细比对FRP约束混凝土柱的稳定承载力影响远比螺旋配筋柱和普通钢筋混凝土严重,但当长细比不大于17.5时,其稳定承载力仍比未包裹柱高20%(约束比ξ=0.188)以上。讨论了影响稳定系数φ的因素,给出了稳定系数的参考值,可供工程设计人员参考。     

长细比对FRP约束混凝土柱承载力的影响

随着长细比的增加,FRP约束混凝土柱的承载力和延性有降低的趋势.由于FRP与钢材的性能存在巨大的差异,现有的设计规范不适用于FRP约束混凝土柱承载力的计算.为研究长细比对FRP约束混凝土柱承载力的影响,根据FRP约束混凝土柱的特点,以约束效应系数ξf、FRP管中含纤维复合材料的比率λ和约束效应折减系数kr为主要参数,建立FRP约束混凝土短柱承载力的计算模型.在此基础上,通过对现有试验数据的回归分析,引入FRP约束混凝土柱承载力的稳定系数,提出FRP约束混凝土柱的承载力计算公式,公式计算结果与已有试验数据吻合较好.     

基于统一强度理论的FRP约束RC柱承载力分析

基于统一强度理论,对FRP约束钢筋混凝土柱在轴向荷载作用下的力学性能进行了理论分析,得到了FRP约束钢筋混凝土柱承载力计算的统一公式,计算时可不再区分FRP材料的种类.并且在圆形截面承载力研究的基础上,采用面积等效、考虑混凝土强度折减系数的方法,得到了方形截面的FRP约束钢筋混凝土柱承载力公式.与有关文献的试验数据进行比较,结果基本一致.说明统一强度理论对于FRP约束钢筋混凝土柱承载力的理论计算有非常好的适用性,为FRP约束钢筋混凝土柱的研究提供了一定的理论依据.     

CFRP钢管混凝土轴压长柱试验研究

通过18根CFRP钢管混凝土轴压柱和用于对比的6根钢管混凝土轴压柱的承载力试验研究,初步探讨CFRP钢管混凝土轴压柱的受力性能以及CFRP对钢管混凝土轴压柱承载力的提高效果。分析了CFRP约束效应系数和长细比对CFRP钢管混凝土轴压柱承载力的影响。研究结果表明:在本次试验的参数范围内,CFRP可以有效提高钢管混凝土轴压柱的承载力;CFRP对钢管混凝土轴压柱承载力的抬高率近似随着CFRP约束效应系数的增加而增加、随着长细比的增加而减小,当长细比达到某一定值时,提高率为零。并根据试验所得到的长细比影响折减系数引入钢管混凝土的长细比影响折减系数,确定了CFRP钢管混凝土轴压柱承载力的计算方法,与试验结果比较吻合良好。     

FRP约束钢筋混凝土圆柱力学性能的试验研究

以长细比和偏心率为变化参数,共进行了16个圆形截面钢筋混凝土柱试验,其中8个试件在环向包裹了FRP(纤维增强复合材料),另8个试件未包裹FRP,以作力学性能对比。试验结果表明,由于FRP的约束作用,包裹FRP试件较相应未包裹FRP试件的承载力提高14%～68%,同时延性也有不同程度的提高,证明FRP约束对提高钢筋混凝土柱(包括长柱及偏压柱)力学性能的有效性。最后,提供了环向包裹FRP后圆形截面钢筋混凝土柱承载力计算方法,计算结果和试验结果基本吻合。     

圆钢管约束钢筋混凝土偏压构件的受力性能研究

为研究钢管约束钢筋混凝土偏压构件的受力性能,以钢管径厚比、构件长细比和加载偏心距为主要参数,完成了12个圆钢管约束钢筋混凝土受压构件的单调静力试验。研究了该类构件的破坏模式、承载力和荷载-应变关系等,在验证有限元模型有效性的基础上,对该类构件进行了大量的参数分析,考察了构件长细比、加载偏心距和加载模式对其受力性能的影响规律。试验结果表明:钢管约束钢筋混凝土偏压柱的破坏位置主要集中在切缝处,受拉侧切缝开口加宽,受压侧混凝土被局部压溃;钢管径厚比对构件的承载力影响不大,主要影响构件的延性;构件长细比和加载偏心距对其力学性能影响显著。有限元参数分析结果表明:加载模式对构件承载力的影响不大,构件的承载力与长细比和加载偏心距相关联;当构件长细比增大,加载偏心距减小时,极限荷载增加的幅度更大。研究成果可为钢管约束钢筋混凝土偏心受压柱的工程实践提供参考。     

FRP约束混凝土压弯构件力学性能的理论分析

利用FRP约束混凝土的应力 -应变关系模型 ,采用数值方法 ,对FRP约束混凝土压弯构件的荷载 -变形关系进行了全过程分析 ,据此考察了FRP极限强度、混凝土强度、含FRP率和长细比等参数对该类构件力学性能及承载力的影响 ,可供有关工程实践参考     

矩形钢管高强混凝土中长柱轴压构件的试验研究与理论分析

进行了 10根矩形截面钢管高强混凝土中长柱轴压构件的试验研究 ,目的是分析长细比、含钢率和截面长宽比对中长柱轴压构件的影响。同时 ,采用数值分析的方法 ,编制了适用于矩形钢管高强混凝土轴压构件的非线性计算程序 ,理论分析结果和试验结果进行了对比 ,两者吻合较好。在此基础上 ,利用所编制的非线性分析程序 ,分析了含钢率、钢材屈服强度、混凝土强度和截面长宽比等因素对轴压构件长细比 -稳定系数相关曲线的影响。研究结果表明 :构件的稳定承载力主要和长细比有关 ,随着长细比的增大迅速降低 ;截面长宽比在 1 0～ 1 6的范围内变化时 ,对稳定系数和相对跨中挠度的影响很小。     

FRP约束混凝土柱的承载力简化计算方法

通过不同长细比、偏心距、截面形状的55个构件,采用经验系数法进行了分析和回归,得出了FRP约束混凝土柱的承载力简化计算方法,计算结果与试验结果吻合较好。     

考虑初应力的方钢管混凝土柱轴压极限承载力统一解

采用双剪统一强度理论,考虑钢管初应力、中间主应力及材料拉压比的影响,对方钢管混凝土短柱的受力机理进行分析。将核心混凝土划分为有效约束区和非有效约束区,引入长细比折减系数,建立考虑初应力的方钢管混凝土柱轴压极限承载力的统一解。通过与试验结果和数值模拟结果的比对,验证了公式的正确性,并针对各参数的影响特性进行讨论。研究结果表明:考虑初应力的方钢管混凝土柱的轴压极限承载力随侧压系数、统一强度理论参数、考虑长细比影响的稳定系数等的增大而增大,随初应力、广义宽厚比等的增大而减小。对考虑初应力的方钢管混凝土柱的研究有一定的参考意义。