内置T型钢的钢管—混凝土-GFRP管的轴压性能研究

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Fiber Reinforced Polymer(FRP)具有许多优点,然而由于FRP材料具有线弹性的特征,造成了GFRP管包裹混凝土构件易出现延性差,从而发生脆性破坏的现象。内置T型钢结构解决了这一问题,T型钢可以有效地改善构件中混凝土的受力,从而增大对混凝土的约束作用,可以尽可能地发挥GFRP管的特性。虽然国内外学者GFRP管、工型钢和混凝土为材料设计组合柱,并且对组合柱的力学性能进行了一定程度的研究,但是将型钢与内置钢管结合起来作为内模板的研究还处于空白。本研究将T型钢焊接于内置钢管中部处,以内置钢管为内模板,GFRP管为外模板往两管之间浇筑混凝土形成的组合结构。以T型钢数量、长径比、GFRP管厚度以及内置钢管直径为实验变量设置九根复合结构空心长柱进行轴压实验。观察内置T型钢的钢管-混凝土-GFRP管组合柱的破坏形态,研究其工作机理,分析四个实验变量分别对复合结构空心长柱极限承载力和相应弯曲变形的影响。通过对内置T型钢的钢管-混凝土-GFRP管组合长柱的受力机理和材料特性分析,对轴压实验现象关键数据进行分析并且结合国内国际已经提出的相似结构承载力计算模式模型,通过修正后的计算公式所得数值与本实验实际数值的对比,对初始公式中不适合的影响因子表达公式以及系数进行修正,重复比较计算值与实验值,得到内置T型钢的钢管-混凝土-GFRP管组合长柱的承载力计算公式。
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