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内置复材约束的T形截面钢管混凝土组合柱轴压力学性能试验研究

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内置复材约束的T形截面钢管混凝土组合柱(T-section concrete filled steel and GFRP tubular composite column,T-SCFC)包括外部钢管、夹层混凝土、玻璃纤维增强树脂复合材料(Glass fiber reinforced polymer,GFRP)管和核心混凝土.对14根不同截面形式的约束混凝土短柱和3组内置不同复材管壁厚的T形截面钢管混凝土组合柱进行轴压试验,对比分析了方钢管混凝土短柱(Square concrete filled steel tube,CFST)、复材管约束混凝土短柱(Concrete filled GFRP tube,CFFT)、内置复材约束方钢管混凝土短柱(Steel-concrete-GFRP-concrete tube,SCFC)和T-SCFC柱在轴压荷载作用下的力学性能.建立与试件同尺寸的有限元模型,并开展数值参数分析,研究不同钢管壁厚和核心混凝土强度对T-SCFC柱轴心受压性能的影响.结果表明:内置约束复材管可以明显提高方钢管混凝土短柱的受压性能,显著延缓SCFC短柱在轴压荷载作用下的钢材屈服和鼓曲;T-SCFC柱在达到峰值荷载前,荷载-轴向位移曲线呈双线性增长,复材断裂后试件保持较高的残余承载力呈延性破坏,可以将复材断裂作为该类组合柱的失效点,增加复材管壁厚可以明显提高试件承载力;有限元模型计算结果与试验吻合较好;增加钢管壁厚可明显提高试件的承载力,提高试件核心混凝土强度仅对试件的等效屈服荷载有一定提高作用,对试件峰值承载力的影响较小.
Experimental study on axial compression performance of T-section concrete filled steel and FRP tubular composite columns

沈高奎、齐玉军、陆建成、沈振

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南京工业大学 土木工程学院,南京 211816

缠绕型GFRP管 T形截面组合柱 轴心受压 数值模拟 参数分析 混凝土

国家自然科学基金面上项目

51778286

2022

10.13801/j.cnki.fhclxb.20210909.009

复合材料学报
北京航空航天大学 中国复合材料学会

复合材料学报

CSTPCDCSCD北大核心
影响因子：0.933
ISSN：1000-3851
年,卷(期)：2022.39(7)
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