【摘 要】
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随着城市化进程的极速发展和人口总量的不断增加,人们对工程建筑的质量有了越来越高的要求,柱作为支撑构件,对建筑结构的安全性、适用性和耐久性起着十分重要的作用。基于上述工程背景,结合目前对型钢部分包裹混凝土柱和碳纤维增强复合材料（Carbon fiber reinforced plastic composite,以下简称CFRP）约束混凝土构件研究现状进行分析比较,本文对CFRP约束型钢部分包裹混凝土
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随着城市化进程的极速发展和人口总量的不断增加,人们对工程建筑的质量有了越来越高的要求,柱作为支撑构件,对建筑结构的安全性、适用性和耐久性起着十分重要的作用。基于上述工程背景,结合目前对型钢部分包裹混凝土柱和碳纤维增强复合材料（Carbon fiber reinforced plastic composite,以下简称CFRP）约束混凝土构件研究现状进行分析比较,本文对CFRP约束型钢部分包裹混凝土柱这一新型组合结构柱进行研究。通过理论分析、试验研究、数值模拟分析和计算分析,探讨CFRP约束型钢部分包裹混凝土柱在偏心荷载作用下的力学性能,掌握CFRP约束型钢部分包裹混凝土柱随各因素的变化规律,为CFRP在土木工程中的应用提供参考。主要工作内容如下:（1）以混凝土强度、偏心距和CFRP包裹层数作为影响因素,设计并制作了8根CFRP约束型钢部分包裹混凝土柱和4根型钢部分包裹混凝土柱,进行偏心静力加载试验研究。试验结果表明:CFRP约束型钢部分包裹混凝土柱最终破坏特点为受压区翼缘内置混凝土被压碎、受拉区产生裂缝、部分碳纤维布被拉断、腹板两侧混凝土突出、型钢翼缘局部屈曲、试件整体弯曲;（2）通过分析荷载-变形曲线和荷载-应变曲线,研究试件柱在不同影响因素下的破坏过程和承载力的变化情况。结果表明:CFRP约束型钢部分包裹混凝土柱破坏过程分为三个阶段,分别是弹性阶段、弹塑性阶段和破坏阶段;试件的极限承载力变化与混凝土强度和CFRP包裹层数呈正比,与偏心距成反比;（3）利用有限元分析软件ABAQUS进行非线性全过程模拟,得到相关应力云图、荷载-位移曲线,分析了CFRP约束型钢部分包裹混凝土柱受压时局部和整体的变化规律,并将模拟值与试验值进行对比,结果表明模拟值略大于试验值,平均误差为0.069,在可接受范围内;（4）基于规范和现有的研究成果,结合试验和模拟结果,提出了CFRP约束型钢部分包裹混凝土柱极限承载力的计算方法,并对CFRP有效约束性系数进行重新取值,将计算结果与试验柱对比,基本吻合。
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