FRP管约束含粗骨料超高性能混凝土组合柱抗震特性与设计理论研究

基本信息
批准号:51578021
项目类别:面上项目
资助金额:63.00
负责人:邓宗才
学科分类:
依托单位:北京工业大学
批准年份:2015
结题年份:2019
起止时间:2016-01-01 - 2019-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:王海忠,白玉磊,李战国,高磊,曲玖龄,贾鹏星,冯琦,王义超,耿雪辉
关键词:
复合材料结构地震行为非线性分析超高性能混凝土
结项摘要

In view of the sea, west of Saline Lake and other harsh environment, the fiber reinforce polymer tube confined ultra-high performance concrete is proposed, which can be used to improving the durability and development new type of composite column. Ultra-high performance Concrete with Coarse Aggregate UHPC(CA) is characterized by high strength and high durability, but failure more brittle than normal concrete. The improving effects of fiber reinforced polymer tube confined UHPC for reduce the brittleness and improve the an-seismic performance are very important and interest issue that has attracted the attention of many researchers. This research is aimed at investigation of FRP tube confined UHPC column with longitudinal reinforcement subjected to static load, and dynamic load, to provide new design methods that can be of great importance in researches and engineering applications. This research focuses on the study of FRP tube confined UHPC axial compressive properties, constitutive model, through the repeated loading and unloading test. From the results of the axial compression and eccentric characteristics, a formula was established of calculation bear capacity for this composite column. Based on the pressure field theory, a new shear capacity model was established to reveal the shear strength of short columns. This study researched on the influence of FRP tube confined UHPC columns with longitudinal reinforcement system on seismic behavior, included comprehensive analysis of effects of FRP tube confinement ratio, fiber sheet orientation angle, and axial compression ratio, and established an-seismic computational theory and design methods. The seismic behavior test of the steel tube wrapped with fiber sheet and filled with UHPC was used as comparison tests. This study also provides the most effective way to utilize the combination of FRP tube and UHPC for improving the an-seismic resistance.

针对海洋、西部盐湖等恶劣环境,提出用纤维增加聚合物管(FRP)约束超高性能混凝土,以提高结构耐久性,发展组合柱结构。含粗骨料超高性能混凝土(UHPC)强度高,但脆性破坏,FRP管约束对降低UHPC脆性、改善柱抗震性能的效果如何是人们关注的重要问题。本项目研究FRP管约束UHPC柱破坏机理、静载与抗震性能及设计方法,具有重要学术价值和工程应用意义。通过反复加卸载试验,重点研究FRP管约束UHPC轴压特性、本构模型;FRP管含纵筋UHPC柱轴压、偏压特性,建立承载力公式;揭示FRP管约束含纵筋UHPC短柱的抗剪机制,基于压力场理论和塑性剪切理论建立抗剪承载力公式;研究FRP管UHPC柱抗震行为,综合分析FRP管约束比、纤维角度、轴压比等参数对柱抗震性能的影响规律,建立抗震计算理论和设计方法;通过与纤维布缠绕钢管UHPC柱抗震行为的比较,探讨提升组合柱抗震性能的最有效途径等。

项目摘要

针对海洋、西部盐湖等恶劣环境,提出用纤维增加聚合物管、筋(FRP)约束或者增强超高性能混凝土(UHPC)柱的结构形式,以提高结构耐久性,发展FRP-UHPC组合柱结构。含粗骨料超高性能混凝土(UHPC)强度高,但脆性破坏,FRP管和FRP箍筋约束对降低UHPC脆性、改善柱抗震性能的效果如何是人们关注的重要问题。本项目研究了FRP管约束UHPC柱和FRP 箍筋约束UHPC柱的破坏机理、静载与抗震性能及设计方法,具有重要学术价值和工程应用意义。通过反复加卸载试验,重点研究了FRP 箍筋约束UHPC柱的抗震性能,研究了FRP管约束UHPC轴压特性、本构模型;研究了含FRP纵筋和箍筋的UHPC柱轴压、偏压特性,建立了承载力公式;研究了FRP纵筋与钢筋混合配筋混凝土柱的轴压性能和抗震性能,揭示FRP约束含纵筋UHPC柱的抗剪机制,基于压力场理论和塑性剪切理论建立了抗剪承载力公式;研究了FRP管UHPC柱抗震行为,综合分析了轴压比和配箍率等参数对柱抗震性能的影响规律,建立抗震计算理论和设计方法。研究了受压和腐蚀环境共同作用下FRP筋的力学性能、强度衰减规律,建立FRP筋强度预测模型,为其在腐蚀环境下的应用提供参考。

项目成果
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数据更新时间:2023-05-31

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