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FRP-圆钢管混凝土短柱轴压性能研究

2016-05-08卢亦焱

铁道学报 2016年4期
关键词:承载力有限元混凝土

卢亦焱,李 莎,李 杉,李 娜

(武汉大学 土木建筑工程学院,湖北 武汉 430072)

钢管混凝土柱是性能优越的钢-混凝土组合结构。在钢管混凝土柱中,核心混凝土能延缓或避免钢管局部向内屈曲,提高钢管的稳定性和承载力。但是钢管局部向外屈曲会导致钢管约束性能、强度、延性的退化,为解决这些问题,文献[1]通过在钢管外附加横向约束限制钢管局部向外屈曲,附加约束为外包钢或外包纤维布。

纤维增强复合材料(FRP)因比强度高、耐腐蚀、抗疲劳、施工灵活等优点而被广泛关注。FRP在既有结构改造加固中有较大经济和工程优势[2,3]。FRP约束钢管混凝土复合柱不仅使混凝土在FRP与钢管的约束下处于更有效的三向受压应力状态,核心混凝土和FRP也使钢管处于三向应力状态,延缓钢管向外屈曲[4]。同时FRP约束钢管混凝土复合柱可以解决钢管混凝土柱存在的其他问题[5,6],如在荷载增大时需采用高强混凝土、高强钢管或壁厚大的钢管等,延缓钢管锈蚀。

近年来,国内外学者对FRP加固钢管混凝土柱进行了试验和理论研究。文献[7]研究FRP约束钢管混凝土柱轴压试验,结果表明外包FRP可以延迟钢管向外屈曲,增强混凝土抗压强度。文献[8]研究CFRP加固钢管混凝土圆柱和方柱的受压行为,结果表明随着CFRP层数增加,圆柱承载力增加,延性降低,方柱承载力无明显变化,延性提高。文献[9]研究圆CFRP钢复合管混凝土轴压短柱中CFRP的增强作用,结果表明CFRP能有效提高短柱承载力和刚度。文献[10]通过理论分析研究提出FRP约束钢管混凝土中混凝土的应力-应变模型。……

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