【摘 要】
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纤维增强复合材料(Fiber Reinforced Polymer,简称FRP)以其高强、低强重比等优良特性被广泛运用于结构加固中,尤其是混凝土结构,但目前实际应用中主要以碳纤维材料(CFRP)为主
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纤维增强复合材料(Fiber Reinforced Polymer,简称FRP)以其高强、低强重比等优良特性被广泛运用于结构加固中,尤其是混凝土结构,但目前实际应用中主要以碳纤维材料(CFRP)为主。火成岩纤维增强复合材料(Igneous fiber reinforced polymer,简称IFRP)是利用火成岩纤维制作成的一种新型复合材料,其性能稳定,力学性能优良,且价格低廉,适用于混凝土结构的加固与补强。目前,对于IFRP加固RC方柱的试验及理论分析相对较少,尤其是考虑柱构件存在初次荷载及卸载的研究。本文主要通过试验研究、理论推导和有限元数值模拟等手段,研究IFRP加固RC方柱的性能。本文的主要研究内容与成果如下:(1)考虑RC方柱存在初次荷载的实际情况,设计了不同加载历程的加固试验方案,并进行了加固试验。分析了不同初次荷载及卸载条件下的试验现象、破坏形态及对承载力和应力应变的影响等。(2)结合试验结果及现有的FRP加固柱构件的理论,通过对现有计算模型的修正,得到了在不同加载历程下IFRP加固RC方柱的峰值应力,进而建立加固后柱构件的承载力计算模型。通过与现有规范公式的计算结果比较,结论表明建立的修正模型的计算结果更为准确。此外,根据现有损伤理论,对IFRP加固RC构件的加载历程进行简要的损伤分析。(3)以损伤塑性模型为混凝土的本构模型,利用ABAQUS有限元软件对试验过程进行有限元模拟和分析。对比分析试验结果、理论计算结果和模拟计算结果,结论表明模拟计算能较好吻合理论计算结果及试验的结论。
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