基于混合配筋frp筋混凝土偏心受压柱性能研究

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1、StudyofPerformanceofEccentricCompressionColumnReinforcedwithHybridFRPBarsAThesisSubmittedtoChongqingUniversityinPartialFulfillmentoftheRequirementfortheMaster’sDegreeofEngineeringByBiLiliSupervisedbyProf.LiuLipingSpecialty:CivilEngineeringCollegeofCivilEngineeringofChongqingUniversity,C

2、hongqing,ChinaMay2013中文摘要摘要作为替代传统钢筋的一种新型材料，FRP筋自身的轻质高强、耐腐蚀、不导电、磁绝缘等特性受到了国内外学者的青睐，但其自身弹性模量较小且应力应变关系呈线弹性等缺点使得目前对FRP筋混凝土构件的设计仍存在部分问题，本文在对国内外学者所做的研究进行了总结的基础上，提出了一种新的混合配筋的设计方法，并针对该方法进行了试验验证及软件分析，现论述如下：1、将两种不同刚度及强度的FRP筋按照一定的配筋面积比混合后，置于构件中，并将构件的最终破坏模式设计为超筋破坏，通过两种塑料筋断裂顺序的不同实现刚度的转折，使构件呈现出―类延性‖的特

3、点，以对截面的破坏有一定的预警性，同时刚度转折点可以作为构件设计时的控制点。2、给出了混合筋配筋面积比n及大偏心受压柱界限承载力的表达式，并在保证总配筋面积不变的基础上设计了混合配筋与单一配筋两组大偏心受压柱构件。试验后从承载力、耗能大小及广义变形能力的角度对两组构件的荷载—跨中变形曲线进行了对比，发现采用混合配筋的设计方法的确可以实现构件刚度的转折，使构件表现出―类延性‖特性，且相对单一FRP筋混凝土构件，混合配筋构件的承载力、耗能能力及广义变形能力均有所提高。3、鉴于配筋比n与两种塑料筋的配筋面积大小均有关，试验后又利用有限元软件ABAQUS设计了11组算例，并分

4、析得出了两种塑料筋配筋面积的改变对构件具体性能的影响及规律。建议在实际设计时，若对承载力需求较大，可以首先选择增大碳纤维筋的配筋面积，其次选择增加玻璃纤维筋配筋面积；而若对极限变形的控制较严格，可以首先选择调整玻璃纤维筋的配筋面积。但以上调整均需在满足破坏模式及―类延性‖的前提下进行。关键词：塑料筋（FRP筋），超筋破坏，混合配筋，刚度转折，类延性I重庆大学硕士学位论文II英文摘要ABSTRACTInconsiderationofitslightweight,highstrength,non-corrosiveandnon-magnetic,FRP(fiberrein

5、forcedpolymer)barshavebeenmoreandmorepopularamongscholarsathomeandabroad.Whiletheshortcomingofitslowelasticitymodulusanditslinearelasticconstitutiverelationconstrainsitswideuseinconstructions.Basedonsummariesofotherscholars’studies,anewreinforcementmethodisraisedinthisarticle—hybridFRPb

6、arsincomponent,studiesaimingatthenewmethodaredemonstratedhere:1.ThetwokindofFRPbarsaremixedbyacertainproportionnandthedamageofcomponentisdesignedasanextra-reinforcementfailuremode.Becauseofthedifferentultimatestrainsofthetwobars,load-deformationcurvewilldisplayatri-linearmodethroughthes

7、econdaryfractureofbars,inotherword,thiswillmakecomponentrepresentsafeatureof"pseudoductility"whichcangiveanearly-warningofthefinaldamage.What’smore,thetwistpotofstiffnesscanstillplayasamonitoringpotindesignofthecomponent.2.Ratioofthetwobarsandthebearingcapacityoflargeeccentricc