不同纤维约束高强混凝土圆柱轴压性能及本构关系的研究建筑与土木工程专业论文.docxVIP

分类号： 分类号： 学校代号：11845 UDC： 密级： 学 号：2111209068 广东工业大学硕士学位论文 (工程硕士) 不同纤维约束高强混凝土圆柱轴压性能 及本构关系的研究 黄锡文 指导教师姓名、职称： 蕉题凌副麴握 学科(专业)或领域名称： 建筮皇±丕工猩 万方数据 A A Dissertation Submitted to Guangdong University of Technology for the Degree of Master of Engineering Science (Master of Engineering) Research on axial compression behavior and constitutive relationships of high—strength concrete cylinders confined by different FRP tubes Candidate：Huang Xiwen Supervisor：Vice pro Long Yueling Jun 2015 School of Civil and Transportation Engineering Guangdong University of Technology Guangzhou，Guangdong，P．R．China，51 0006 万方数据 摘要摘要 摘要 摘要 纤维增强复合材料(FRP)被广泛应用于各类结构补强加固中，相比传统方法 具有强度高、质量轻、耐久性好、易于施工等明显优势。目前，纤维增强复合材料 相关的研究主要集中在碳纤维布约束普通混凝土，对玻璃纤维及大断裂应变纤维约 束高强混凝土的力学性能及本构关系的研究还较少。基于上述分析，本文对玻璃纤 维管及大断裂应变纤维管约束高强混凝土圆柱的轴压性能进行了试验研究和理论分 析，具体研究内容及结论如下： (1)以纤维材料的纤维类型，试件的尺寸，管壁厚度等为研究参数，进行了 22根玻璃纤维管约束高强混凝土圆柱和2根大断裂应变纤维管(PEN和PET)约束 高强混凝土圆柱的轴压试验，分析了各参数对试件的破坏形态、极限承载力、延性 等力学性能的影响。研究表明，随着玻璃纤维管壁厚的增大，玻璃纤维管约束高强 混凝土圆柱的极限应力和极限应变相应增大。玻璃纤维管约束高强混凝土圆柱的轴 压性能存在尺寸效应。大断裂应变纤维管约束高强混凝土圆柱的延性较玻璃纤维、 碳纤维、芳纶纤维有显著增加，在轴向应力作用下，达到9．17％的轴向应变才发生 断裂。因此，大断裂应变纤维相对于碳纤维、玻璃纤维、芳纶纤维更适合应用于抗 震加固当中。 (2)在试验研究的基础上，研究了适用于玻璃纤维管及大断裂应变纤维管约 束高强混凝土圆柱的本构关系。对比现有纤维增强复合材料约束混凝土木构模型的 计算曲线与试验数据，发现由于没考虑尺寸效应的现有纤维增强复合材料约束混凝 土的本构模型均不适用于玻璃纤维管约束高强混凝土圆柱的数值模型。此外，由于 没考虑高强混凝土及大断裂应变纤维的特性，现有的本构模型亦不适用于大断裂应 变纤维管约束高强混凝土圆柱的数值模型。 (3)结合试验研究成果，分别针对玻璃纤维约束高强混凝土及大断裂应变纤 维(PEN和PET)约束高强混凝土的本构模型进行了修正，提出了考虑尺寸效应的 玻璃纤维约束高强混凝土本构模型及大断裂应变纤维(PEN和PET)约束高强混凝 土的本构模型。利用所提出的本构模型对本文的试件进行了非线性分析，计算曲线 与试验曲线比较，发现吻合良好。因此，本文分别提出的玻璃纤维约束高强混凝土 及大断裂应变纤维(PEN和PET)约束高强混凝土本构模型适用于不同尺寸下的玻 万方数据 广东工业大学硕士学位论文璃纤维约束高强混凝土及大断裂应变纤维(PEN和PET)约束高强混凝土。 广东工业大学硕士学位论文 璃纤维约束高强混凝土及大断裂应变纤维(PEN和PET)约束高强混凝土。 (4)利用所提出考虑尺寸效应的玻璃纤维约束高强混凝土本构模型和大断裂 应变纤维(PEN和PET)约束高强混凝土的本构模型进行变参数研究。研究发现， 在约束应力相同的情况下，玻璃纤维管约束混凝土圆柱的极限应力和极限应变随着 试件尺寸的增大而减小，减小幅度不呈线性关系。在其它参数不变的情况下，大断 裂应变纤维管(PEN和PET)约束混凝土圆柱的极限应力和极限应变随着壁厚的增 大而增大，同时变化趋势不呈线性关系；在其它参数不变的情况下，大断裂应变纤维 (PEN和PET)管约束混凝土圆柱的极限应力随着约束混凝土强度的提高而提高， 而极限应变则随着混凝土强度的提高而减小，且变化趋势都不呈线性关系。 关键词：轴压性能；尺寸效应；本构关系：玻璃纤维管及大断裂应变纤维管约束高 强混凝土： l王 万