【摘 要】
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为推广GFRP在钢结构领域的应用,将GFRP直接粘贴在高强钢焊接箱形柱外侧以延缓构件的弯曲屈曲。本文对12个不同钢材、不同GFRP粘贴层数的GFRP-高强钢焊接箱形轴压构件进行了试验研究。以试验结果为参照,在对轴压构件荷载-跨中挠度曲线进行有限元模拟验证的基础上,分析了钢材屈服强度、GFRP约束率、GFRP长度比、构件长细比、板件宽厚比和GFRP纤维方向抗压强度对GFRP-高强钢焊接箱形轴压构件整
【基金项目】
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国家自然科学基金面上项目（51978563）；
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为推广GFRP在钢结构领域的应用,将GFRP直接粘贴在高强钢焊接箱形柱外侧以延缓构件的弯曲屈曲。本文对12个不同钢材、不同GFRP粘贴层数的GFRP-高强钢焊接箱形轴压构件进行了试验研究。以试验结果为参照,在对轴压构件荷载-跨中挠度曲线进行有限元模拟验证的基础上,分析了钢材屈服强度、GFRP约束率、GFRP长度比、构件长细比、板件宽厚比和GFRP纤维方向抗压强度对GFRP-高强钢焊接箱形轴压构件整体稳定性能的影响。结果显示:胶粘剂的破坏对承载力提高率的影响较明显,应在纵向GFRP外侧环向粘贴GFRP以提高其与钢构件的相互作用。本文建立的有限元模型可较好地模拟该类构件的实际受力情况;GFRP沿纤维方向弹性模量的变化对构件整体稳定承载力的影响小于0.2%,因此对GFRP约束率的定义进行修正;当构件长细比小于130时,构件在达到峰值荷载前基本处于受压状态,因此GFRP纤维方向的抗压性能对构件整体稳定承载力提高率有较大的影响;当构件长细比继续增加,构件的凸面在达到峰值荷载时可能出现拉应变,说明构件长细比对构件的受力机理有较大的影响;钢材屈服强度上升到690 MPa,角部残余拉应力数值变大,截面残余压应力范围变宽,最终导致构件整体稳定系数变小;钢材屈服强度提高、截面钢板厚度增加、GFRP抗压强度降低均会导致构件承载力提高率下降,GFRP约束率增加可提高构件整体稳定承载力;截面宽厚比对构件整体稳定性能的影响较小;GFRP长度比超过70%后,承载力提高率基本不变,说明构件端部的GFRP对承载力的贡献较小;考虑正则化长细比和GFRP约束率的轴压整体稳定系数修正公式的计算结果偏安全。
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