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1、學(xué)校代號(hào)10532學(xué)號(hào)S150100015分類號(hào)TU398+.9密級(jí)公開碩士學(xué)位論文RPC-FRP預(yù)制管混凝土組合柱軸壓性能試驗(yàn)研究學(xué)位申請(qǐng)人姓名賴大德培養(yǎng)單位土木工程學(xué)院導(dǎo)師姓名及職稱單波副教授學(xué)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(xué)校代號(hào)：10532學(xué)號(hào)：S150100015密級(jí)：公開湖南大學(xué)碩士學(xué)位論文RPC-FRP預(yù)制管混凝土組合柱軸壓性能試驗(yàn)研究學(xué)位申請(qǐng)人姓名：賴大德導(dǎo)師姓名及職稱：?jiǎn)尾ǜ苯淌谂囵B(yǎng)單位：土木工程學(xué)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(huì)主席：史才軍教授Experimentalstudyonconcrete-filledRPC-FRPtubeunderAxialCompressiveLoadingsbyLAIDadeB.E.(NanchangUniversity)2015AthesissubmittedinpartialsatisfactionoftheRequirementsforthedegreeofMasterofEngineeringinCivilEngineeringi
3、ntheGraduateSchoolofHunanUniversitySupervisorAssociateProfessorSHANBoMay,2018RPC-FRP預(yù)制管混凝土組合柱軸壓性能試驗(yàn)研究摘要海洋工程面臨海洋嚴(yán)苛環(huán)境的考驗(yàn)，目前傳統(tǒng)的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)尚無(wú)很好的辦法克服這種挑戰(zhàn)。本文在國(guó)內(nèi)外對(duì)活性粉末混凝土（ReactivePowderConcrete，簡(jiǎn)稱RPC）和纖維復(fù)合材料筋（FiberReinforcePolymer/Plastic,簡(jiǎn)稱FRP）的相關(guān)研究基礎(chǔ)上，針對(duì)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(yù)制管混凝土組合柱（concretewithseawaterandseasandfilledRPC-FRPtube，簡(jiǎn)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(yù)制薄壁管，再在預(yù)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(xué)性能和CFRP封閉箍筋的搭接性能，對(duì)18個(gè)CFRP筋基本力學(xué)試驗(yàn)試件和48個(gè)搭接性能試驗(yàn)試件進(jìn)行軸向拉伸試驗(yàn)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(yīng)，制作了并對(duì)15個(gè)大尺寸結(jié)構(gòu)柱試件進(jìn)行軸壓試驗(yàn)。設(shè)計(jì)和制作了9個(gè)3mmCFRP筋和9個(gè)6mmCFRP筋共18個(gè)基本力學(xué)性能試驗(yàn)試件，并對(duì)其進(jìn)行軸向拉伸試驗(yàn)，研究不同套管錨固長(zhǎng)度、表面粘砂與否對(duì)試驗(yàn)的影響，并由試驗(yàn)結(jié)果計(jì)算得出CFRP筋的基本力學(xué)參數(shù)。試驗(yàn)結(jié)果表明：錨固長(zhǎng)度越大，試件越容易發(fā)生有效破壞，表面粘砂能夠提高無(wú)效破壞時(shí)試件的極限拉伸強(qiáng)度。設(shè)計(jì)并制作了24個(gè)3mmCFRP筋搭接性能試驗(yàn)和24個(gè)6mm共48個(gè)搭接性能試件，并對(duì)其進(jìn)行軸向拉伸，以研究不同搭接方式和
6、搭接長(zhǎng)度對(duì)CFRP筋搭接段的受力性能的影響。結(jié)果表明：搭接長(zhǎng)度越大，搭接段的強(qiáng)度越大；不同搭接方式的試件其搭接段的受拉強(qiáng)度有所不同。設(shè)計(jì)和制作了12個(gè)SCC-RPCT組合柱試件和3個(gè)CFRP筋約束混凝土柱（CFRPConfinedConcrete,簡(jiǎn)稱FCC）進(jìn)行單調(diào)軸壓試驗(yàn)研究。探索不同箍筋間距及搭接方式對(duì)試件軸壓承載力、變形性能破壞形態(tài)等影響并與FCC柱進(jìn)行對(duì)比。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：SCC-RPCT試件在達(dá)到極限荷載時(shí)RPC預(yù)制管的保護(hù)層只出現(xiàn)少許裂縫而不會(huì)像FCC柱一樣保護(hù)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(yuǎn)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(shí)，對(duì)SCC-RPCT的試驗(yàn)結(jié)和力學(xué)性能影響較小。采用受廣泛應(yīng)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(duì)于RPC預(yù)制管組合柱（Concrete-filledRPCtube,簡(jiǎn)稱CFRT）兩種模型對(duì)SCC-RPCT試件軸壓承載力進(jìn)行預(yù)測(cè)，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(duì)于II碩士學(xué)位論文SCC-RPCT組合柱的軸壓承載力計(jì)算模型，根據(jù)實(shí)際通過引入強(qiáng)度折減系數(shù)來(lái)考慮RPC管在峰值荷載下開裂強(qiáng)度下降的影響。與實(shí)驗(yàn)結(jié)果對(duì)比表明提出的SCC-RPCT模型能夠準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)SCC-RPCT試件的軸壓強(qiáng)度。關(guān)鍵詞：RPC；FRP筋；軸心抗壓強(qiáng)度；力學(xué)性能；約束效應(yīng)；強(qiáng)度模型IIIRPC-FRP預(yù)制管混凝土組合柱軸壓性能試驗(yàn)研究AbstractMarinestructureisfacingthechallenge
