FRP-钢复合管混凝土受弯构件的滞回性能研究开题报告

 2021-08-09 00:43:47

1. 研究目的与意义

从2008年5月12日的四川汶川8.0级大地震到2010年4月14日的青海玉树7.1级大地震,在地震中砖混结构的房屋基本上全军覆没,而钢混结构的房屋也受到了致命的损坏,给国家造成了巨大的损失,这样沉痛的代价告诉我们结构物具备足够承载力和良好抗震性必要性。

较钢筋混凝土而言,钢管混凝土结构以其承载力高,塑性和韧性好,制作施工方便,耐火性好等优异性能在土木工程领域得到众多的应用,然它也有不可忽视的缺点:钢管混凝土构建耐久性不足,易被腐蚀,抗火性差,钢管混凝土柱用钢量大,厚壁钢管供货渠道狭隘。此一系列缺点限制了钢管混凝土构件的发展。

frp是纤维增强复合材料的简称,作为一种新型材料,它以良好的比强度,耐腐蚀性,很好的可设计性,弹性性能,以及热胀系数小等一系列优秀性能出现在结构加固中,并得到广泛应用,但frp材料成本较高,属于脆性材料,单独做成结构大构件不具有良好的经济性。

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2. 国内外研究现状分析

frp(纤维增强复合材料)作为结构材料出现于1942年,之后开始运用于民用建筑和桥梁结构中。我国在50年代末开始探索运用frp材料代替钢筋存在于混凝土结构中。到20世纪70-80年代,frp在结构工程中的应用与研究逐渐增多。近十年来,由于地震灾害的频发,frp材料(主要是片材)加固补强混凝土结构技术在工程中得到了很好的应用,国内外土木工程领域对frp材料在工程结构中的应用和研究十分活跃,已经逐渐形成了一个新的学科研究热点。

同时,钢管混凝土结构以其优异的性能而在土木工程领域得到了越来越多的应用,相关研究也愈发深入。另一方面,frp-混凝土结构的应用和研究也方兴未艾,其表现主要为两种:一是在预制的frp管内浇筑混凝土以作为一种独立的构件承担荷载,再就是用frp加固、增强或修复既有混凝土结构。

在其他工程领域方面,frp-金属复合管也在化工运业,市政工程业运用广泛(如高压气,石油运输)。据此,我们相信frp-金属复合管也能运用在土木工程领域内。frp-钢管混凝土构件就是一种很好的结合与运用。在预制的frp-钢管内部浇筑混凝土而形成以承受压力为主的构件,或者对需要增加新功能的或轻微受损的既有钢管混凝土结构进行frp增强、修复和加固,形成所谓的frp-钢管混凝土构件。

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3. 研究的基本内容与计划

内容:

本文在前人研究基础的基础上,通过frp-钢管混凝土梁的静载试验,熟悉受弯梁的试验方法与试验数据的采集,分析和处理,并根据实验数据画出荷载-跨中挠度曲线,验证平截面假定,得到frp-钢复合管混凝土梁的刚度、屈服荷载和极限荷载。

同时,通过不同设计参数的frp-钢管混凝土梁的静载试验,分析比较frp对钢管混凝土梁的力学性能的影响,同时研究frp对frp-钢管混凝土受弯构件的滞回性能的有利影响,并在残余位移、屈服刚度方面给出定量的比较。

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4. 研究创新点

本文主要以复合材料FRP与钢管混凝土结构为研究对象,研究通过FRP增强钢管混凝土的承载力与耐久性,并提出FRP-钢管混凝土结构。FRP这种组合材料具有很高的比强度,良好的耐腐蚀性,很好的可设计性,很好的弹性性能,可以增强钢管混凝土的承载力和耐久性,可以很好的弥补钢管混凝土结构本身的不足。

FRP-钢管混凝土组合结构是一种新型的组合结构,既可以独立做成构件承受荷载,亦可对现有的钢管混凝土结构进行加固,修复,增加。具有良好的工程应用前景。

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