【摘 要】
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玻璃纤维增强复合材料（Glass Fiber Reinforced Plastic,简称GFRP）,由于具有许多优点,如:耐酸碱、强度高和重量轻等,越来越多的应用于土木工程中,其研究逐渐成为国内外热点。GFRP管可以有效约束混凝土,从而提高承载力;同时,由于GFRP管具有耐酸碱性,能代替钢管混凝土在恶劣环境中工作,保护核心混凝土不被腐蚀,提高结构的耐久性。但是在实际工程中,GFRP管混凝土不能像钢
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玻璃纤维增强复合材料（Glass Fiber Reinforced Plastic,简称GFRP）,由于具有许多优点,如:耐酸碱、强度高和重量轻等,越来越多的应用于土木工程中,其研究逐渐成为国内外热点。GFRP管可以有效约束混凝土,从而提高承载力;同时,由于GFRP管具有耐酸碱性,能代替钢管混凝土在恶劣环境中工作,保护核心混凝土不被腐蚀,提高结构的耐久性。但是在实际工程中,GFRP管混凝土不能像钢管混凝土一样,靠焊接钢管来达到拼接的目的,于是本文针对GFRP管混凝土柱的拼接问题提出两种装配式拼接方式,通过试验研究、理论分析与数值模拟,研究装配式GFRP管钢筋混凝土组合柱受压性能并验证提出的装配方式的可行性。通过整体GFRP管钢筋混凝土柱构件、套筒连接构件和套筒灌浆连接构件受压性能的静力加载试验,研究了装配式GFRP管钢筋混凝土柱连接性能。通过无箍筋GFRP管混凝土柱轴压试验,研究了箍筋对GFRP管混凝土柱的延性影响。分析了装配式GFRP管钢筋混凝土柱受压的破坏模式和工作机理,分析了装配方式、初始偏心距、箍筋主要参数对其受压性能的影响。基于有限元软件建模,分析了偏心距、GFRP管厚度及混凝土强度对构件受压性能的影响。试验结果表明:套筒灌浆连接构件中GFRP管钢筋混凝土柱和套筒灌浆钢管构成一个整体共同工作,在e=30mm的偏心受压试验中套筒灌浆连接构件的刚度最大,整体构件次之,套筒连接构件刚度最小;在一定范围内,随着偏心率的增大,GFRP管钢筋混凝土柱的延性明显降低;套筒灌浆连接可适用于轴压和偏压两种情况下,套筒连接仅适用于轴压一种情况下;在轴压试验中配有箍筋的试验构件相比无箍筋的试验构件具有更好的延性。有限元模拟计算结果表明:随着偏心距的增大,构件承载能力降低幅度逐渐减小;随着GFRP管壁厚度的增加,受压极限承载力得到提高,延性也更好;混凝土强度等级越高,构件的极限承载力也越大,但是延性降低。最后根据极限平衡法和统一理论,推导了两种GFRP管钢筋混凝土组合柱的承载力计算公式,其计算值与试验结果误差在15%以内。
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