纤维增强复合材料约束混凝土柱的受压性能研究

　　纤维增强复合材料（约束）混凝土柱的受压性能作为基本的力学性能，是FRP加固混凝土柱技术应用的关键基础问题。《斛兵博士文丛·肆：纤维增强复合材料约束混凝土柱的受压性能研究》对FRP约束混凝土柱受压性能的三个热点问题：FRP约束混凝土柱的轴压性能、FRP约束钢筋混凝土柱的偏压性能和FRP-混凝土-钢混合双管柱的轴压性能进行了较为深入的研究。《斛兵博士文丛·肆：纤维增强复合材料约束混凝土柱的受压性能研究》主要研究工作和成果如下： （1）通过理论分析和回归分析，提出了轴压下FRP约束圆形和矩形截面混凝土应力一应变关系的统一计算模型。统一模型计算曲线与试验曲线吻合较好。建议先判别试件的强弱约束，再选取相应的混凝土本构关系模型，对FRP采用分层壳体模拟，建立了用于模拟FRP约束混凝土柱轴压过程的数值计算模型。数值模型计算结果与试验结果吻合良好。（2）对已有的FRP约束混凝土柱强度和极限应变模型进行了收集和评估。评估结果表明，已有模型对强度的预测要好于对极限应变的预测。已有模型中，Campione模型对圆形截面强约束试件和矩形截面弱约束试件强度的预测较准确；De Lorenzis模型对圆形截面试件极限应变的预测较准确。在保持Campione强度模型和De Lorenzis极限应变模型准确性的基础上，考虑截面有效约束影响，提出了预测准确且计算简便的强度和极限应变模型。（3）针对FRP约束钢筋混凝土柱的特点，对通常的钢筋整体式法进行了改进，建立了用于模拟FRP约束钢筋混凝土柱偏压过程的数值计算模型。数值模型计算结果与试验结果吻合较好。基于数值计算模型的数值试验的结果表明，柱中部受压区混凝土的*大应力和*大应变都与混凝土的强度和FRP的约束作用有关，此外*大应变还与试件的偏心率和长细比成反比。在数值模拟研究的基础上，提出了承载力的计算模型，包括分析模型和设计模型。分析模型和设计模型计算结果与数值计算结果以及试验结果均吻合良好。在设计模型的基础上，提出了承载力一弯矩关系简化计算模型。（4）在平面应变条件下，建立了轴压下FRP与钢双管约束混凝土应力-应变关系的理论分析模型。理论模型计算曲线与试验曲线吻合较好。针对FRP管不同的制作方式建议选取不同的单元模拟FRP管，提出了用于模拟FRP-混凝土-钢混合双管柱轴压过程的数值计算模型。数值模型计算结果与试验结果吻合良好。对数值计算结果的分析表明，FRP-混凝土-钢混合双管短柱存在三种破坏类型。*后对不同加载方式下FRP-混凝土-钢混合双管柱的轴压性能进行了理论分析。

暂缺《纤维增强复合材料约束混凝土柱的受压性能研究》作者简介

第一章 绪论
1．1 研究背景
1．2 FRP对性能不足的混凝土柱修复和加固的应用研究
1．3 FRP约束混凝土柱受压性能的国内外研究现状
1．3．1 轴心受压性能
1．3．2 应力-应变关系模型
1．3．3 偏心受压性能
1．3．4 数值模拟
1．3．5 FRP-混凝土-钢新型组合柱
1．4 主要研究内容及意义
1．5 本章小结
第二章 FRP约束混凝土柱的轴压性能研究Ⅰ：应力-应变关系模型和数值模拟
2．1 引言
2．2 轴压下FRP约束混凝土应力-应变关系统一模型
2．2．1 应力-应变关系曲线
2．2．2 转折点应力和应变
2．2．3 极限破坏点应力
2．2．4 极限破坏点应变
2．2．5 模型验证
2．3 FRP对混凝土强弱约束的判别模型
2．3．1 已有的强弱约束判别模型
2．3．2 建议模型
2．4 轴压下FRP约束混凝土柱的数值模拟
2．4．1 问题的提出
2．4．2 单元类型和材料模型选取
2．4．3 有限元模型
2．4．4 数值模型验证
2．4．5 数值结果分析
2．5 本章小结
第三章 FRP约束混凝土柱的轴压性能研究Ⅱ：强度和极限应变模型
3．1 引言
3．2 已有模型
3．2．1 主要影响参数
3．2．2 已有的强度模型
3．2．3 已有的极限应变模型
3．3 对已有模型的评估
3．3．1 试验数据采集
3．3．2 对已有强度模型的评估
3．3．3 对已有极限应变模型的评估
3．4 建议模型
3．5 本章小结
第四章 FRP约束钢筋混凝土柱的偏压性能研究
4．1 引言
4．2 偏压下FRP约束钢筋混凝土柱的数值模拟
4．2．1 单元类型和材料模型选取
4．2．2 有限元模型
4．2．3 数值模型验证
4．2．4 数值结果分析
4．3 基于数值模型的数值试验
4．3．1 试验设计及结果分析
4．3．2 柱中部受压区混凝土最大应力和最大应变的计算
4．4 偏压下FRP约束钢筋混凝土柱承载力计算模型
4．4．1 承载力分析模型
4．4．2 承载力设计模型
4．5 偏压下FRP约束钢筋混凝土柱P-M关系模型
4．5．1 P-M关系简化计算模型
4．5．2 简化模型验证
4．5．3 基于简化计算模型的参数分析
4．6 本章小结
第五章 FRP-混凝土-钢混合双管柱的轴压性能研究
5．1 引言
5．2 FRP与钢双管约束混凝土应力-应变关系理论模型
5．2．1 变形协调假定
5．2．2 平面应变条件下受力分析
5．2．3 材料本构关系及破坏准则选取
5．2．4 理论模型计算流程
5．2．5 理论模型验证
5．2．6 基于理论模型的参数分析
5．3 轴压下FRP-混凝土-钢混合双管柱的数值模拟
5．3．1 单元类型和材料模型选取
5．3．2 有限元模型
5．3．3 数值模型验证
5．3．4 数值结果分析
5．4 加载方式对FRP-混凝土-钢混合双管柱轴压性能的影响
5．4．1 不同加载方式下轴压性能的理论分析
5．4．2 算例分析
5．5 本章小结
第六章 结论与展望
6．1 主要工作及结论
6．2 主要创新点
6．3 有待解决的问题
附录
附录A FRP约束混凝土柱轴压试验资料
附录B FRP约束钢筋混凝土柱偏压试验资料
附录C FRP-混凝土-钢混合双管柱轴压试验资料
参考文献