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1、學校代號10532學號S150100015分類號TU398+.9密級公開碩士學位論文RPC-FRP預制管混凝土組合柱軸壓性能試驗研究學位申請人姓名賴大德培養(yǎng)單位土木工程學院導師姓名及職稱單波副教授學科專業(yè)結(jié)構(gòu)工程研究方向組合結(jié)構(gòu)論文提交日期2018年5月27日學校代號：10532學號：S150100015密級：公開湖南大學碩士學位論文RPC-FRP預制管混凝土組合柱軸壓性能試驗研究學位申請人姓名：賴大德導師姓名及職稱：單波副教授培養(yǎng)單位：土木工程學院專業(yè)名稱：結(jié)構(gòu)工程論文提交日期：2018年5月
2、27日論文答辯日期：2018年5月30日答辯委員會主席：史才軍教授Experimentalstudyonconcrete-filledRPC-FRPtubeunderAxialCompressiveLoadingsbyLAIDadeB.E.(NanchangUniversity)2015AthesissubmittedinpartialsatisfactionoftheRequirementsforthedegreeofMasterofEngineeringinCivilEngineeringi
3、ntheGraduateSchoolofHunanUniversitySupervisorAssociateProfessorSHANBoMay,2018RPC-FRP預制管混凝土組合柱軸壓性能試驗研究摘要海洋工程面臨海洋嚴苛環(huán)境的考驗，目前傳統(tǒng)的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)尚無很好的辦法克服這種挑戰(zhàn)。本文在國內(nèi)外對活性粉末混凝土（ReactivePowderConcrete，簡稱RPC）和纖維復合材料筋（FiberReinforcePolymer/Plastic,簡稱FRP）的相關(guān)研究基礎上，針對海洋結(jié)構(gòu)存
4、在的問題，提出了一種適用于海洋工程的組合結(jié)構(gòu)—RPC-FRP預制管混凝土組合柱（concretewithseawaterandseasandfilledRPC-FRPtube，簡稱SCC-RPCT）。其技術(shù)方案為：將CFRP箍筋配置到RPC中制作成空心預制薄壁管，再在預制管內(nèi)現(xiàn)澆海水海砂混凝土形成組合柱。本文為了研究CFRP筋的基本力學性能和CFRP封閉箍筋的搭接性能，對18個CFRP筋基本力學試驗試件和48個搭接性能試驗試件進行軸向拉伸試驗研究。為了研究SCC-RPCT組合柱的軸心抗壓基本性能
5、、破壞形態(tài)和CFRP筋約束效應，制作了并對15個大尺寸結(jié)構(gòu)柱試件進行軸壓試驗。設計和制作了9個3mmCFRP筋和9個6mmCFRP筋共18個基本力學性能試驗試件，并對其進行軸向拉伸試驗，研究不同套管錨固長度、表面粘砂與否對試驗的影響，并由試驗結(jié)果計算得出CFRP筋的基本力學參數(shù)。試驗結(jié)果表明：錨固長度越大，試件越容易發(fā)生有效破壞，表面粘砂能夠提高無效破壞時試件的極限拉伸強度。設計并制作了24個3mmCFRP筋搭接性能試驗和24個6mm共48個搭接性能試件，并對其進行軸向拉伸，以研究不同搭接方式和
6、搭接長度對CFRP筋搭接段的受力性能的影響。結(jié)果表明：搭接長度越大，搭接段的強度越大；不同搭接方式的試件其搭接段的受拉強度有所不同。設計和制作了12個SCC-RPCT組合柱試件和3個CFRP筋約束混凝土柱（CFRPConfinedConcrete,簡稱FCC）進行單調(diào)軸壓試驗研究。探索不同箍筋間距及搭接方式對試件軸壓承載力、變形性能破壞形態(tài)等影響并與FCC柱進行對比。實驗結(jié)果表明：SCC-RPCT試件在達到極限荷載時RPC預制管的保護層只出現(xiàn)少許裂縫而不會像FCC柱一樣保護層幾乎完全掉落，且相同
7、箍筋間距和搭接方式的SCC-RPCT組合柱的軸壓承載力要遠高于FCC柱；SCC-RPCT試件箍筋間距越小，試件的軸壓承載力越高，變形性能也越好；而三種不同搭接方式的試件在箍筋間距一定時，對SCC-RPCT的試驗結(jié)和力學性能影響較小。采用受廣泛應用的Mander箍筋約束混凝土模型和CFRP筋約束混凝土模型Afifi模型及課題組提出的針對于RPC預制管組合柱（Concrete-filledRPCtube,簡稱CFRT）兩種模型對SCC-RPCT試件軸壓承載力進行預測，發(fā)現(xiàn)均有較大偏差。本文基于Man
8、der模型和Afifi模型并參考CFRT模型的基本形式提出一種針對于II碩士學位論文SCC-RPCT組合柱的軸壓承載力計算模型，根據(jù)實際通過引入強度折減系數(shù)來考慮RPC管在峰值荷載下開裂強度下降的影響。與實驗結(jié)果對比表明提出的SCC-RPCT模型能夠準確地預測SCC-RPCT試件的軸壓強度。關(guān)鍵詞：RPC；FRP筋；軸心抗壓強度；力學性能；約束效應；強度模型IIIRPC-FRP預制管混凝土組合柱軸壓性能試驗研究AbstractMarinestructureisfacingthechallenge
