[發(fā)明專利]GFRP管鋼骨混凝土受彎構(gòu)件的非線性分析測試方法

無效

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• 申請日: 2011-05-25
• 公開（公告）號: CN102297810A
• 公開（公告）日: 2011-12-28
• 發(fā)明（設計）人: 周樂;李綏;王連廣
• 申請（專利權(quán)）人: 沈陽大學
• 主分類號: G01N3/20
• 分類號: G01N3/20
• 代理公司: 沈陽技聯(lián)專利代理有限公司 21205
• 代理人: 趙越

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種建筑構(gòu)件的測試方法，特別是涉及一種GFRP管鋼骨混凝土受彎構(gòu)件的非線性分析測試方法。

背景技術(shù)

GFRP管鋼骨高強混凝土構(gòu)件是在纏繞成型的GFRP管中埋設型鋼，然后填充混凝土而形成組合構(gòu)件。該組合構(gòu)件主要通過GFRP管對混凝土的約束，迫使混凝土處于三向受力狀態(tài)，提高了混凝土抗壓強度，增加了延性，同時，鋼骨分擔了混凝土的部分軸力，致使組合構(gòu)件的承載能力有所提高，外圍混凝土阻止或緩解了鋼骨局部屈曲現(xiàn)象的產(chǎn)生，是一種合理的組合結(jié)構(gòu)形式。

近年來，國內(nèi)外對于筒體內(nèi)填混凝土結(jié)構(gòu)的研究較為深入，應用也較多。在工程實踐中，受彎構(gòu)件較少采用圓截面形式，但是，研究構(gòu)件的受彎力學性能，將有助于深入認識柱子的壓彎工作機理。目前，國內(nèi)外已有專家研究了FRP管混凝土柱的受力性能，而對GFRP管鋼骨高強混凝土組合構(gòu)件的力學性能研究尚比較少見，部分學者對圓鋼管SRC結(jié)構(gòu)進行了抗彎承載力理論及試驗研究，但對GFRP管SRHC（鋼骨高強混凝土）受彎構(gòu)件受力性能的研究尚未見到相關(guān)文獻報道。深入研究其抗彎性能可為進一步研究壓彎及壓彎剪等力學性能奠定基礎。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種GFRP管鋼骨混凝土受彎構(gòu)件的非線性分析測試方法，基于平截面假定的纖維模型法，分析測試參數(shù)對彎矩-曲率關(guān)系曲線的影響。利用該方法作為設計的輔助手段，既省時又省力。

本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的：

GFRP管鋼骨混凝土受彎構(gòu)件的非線性分析測試方法，該方法包括在對稱集中荷載作用下的受力過程進行分析；基于平截面假定的有限條帶法編制加固結(jié)構(gòu)抗彎承載力計算程序；利用該程序計算得到彎矩與曲率的關(guān)系曲線，以及纏繞角度、管壁厚度對荷載-變形的影響曲線進行測試分析；并依照以下步驟進行：

a.對GFRP管加固SRHC受彎構(gòu)件正截面承載力做出以下假定；

b.進行相關(guān)公式推倒及程序編制；

c.進行程序計算結(jié)果與分析；

d.進一步分析參數(shù)對構(gòu)件受力的影響；

e.列出GFRP管鋼骨混凝土受彎構(gòu)件的非線性分析測試結(jié)果。

所述的GFRP管鋼骨混凝土受彎構(gòu)件的非線性分析測試方法，所述的對GFRP管加固SRHC受彎構(gòu)件正截面承載力的假定，包括加固后的梁在外荷載作用下符合平截面；?GFRP管和混凝土之間及鋼骨和混凝土之間無相對滑移；各條帶單元內(nèi)的應力均勻分布；GFRP管應力－應變關(guān)系為線彈性；忽略混凝土的抗拉作用。

所述的GFRP管鋼骨混凝土受彎構(gòu)件的非線性分析測試方法，所述的相關(guān)公式推倒及程序編制，包括采用合成法迭代方程和采用分級加變形的方法來計算彎矩（????????????????????????????????????????????????）與曲率（）的關(guān)系曲線。

所述的GFRP管鋼骨混凝土受彎構(gòu)件的非線性分析測試方法，所述的程序計算結(jié)果與分析，包括利用編制的程序GCWZL計算所得彎矩-曲率曲線與試驗曲線對比。

所述的GFRP管鋼骨混凝土受彎構(gòu)件的非線性分析測試方法，所述的分析參數(shù)對構(gòu)件受力的影響：為基于上述程序，對GFRP管鋼骨混凝土受彎構(gòu)件的力學性能及其影響因素做進一步分析并列出結(jié)果。

本發(fā)明的優(yōu)點與效果是：

本發(fā)明測試分析后表明組合構(gòu)件的抗彎承載力隨著纖維纏繞角度的增加而下降；隨著GFEP管管壁厚度的增加而增加；GFRP管材料對構(gòu)件截面的延性有所改善；基于平截面假定的纖維模型法，分析主要參數(shù)對彎矩-曲率關(guān)系曲線的影響。并與試驗數(shù)據(jù)進行對比，結(jié)果利用該方法作為設計的輔助手段，既省時又省力。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的方框圖；

圖2a、圖2b、圖2c為本發(fā)明所得彎矩-曲率曲線與試驗曲線對比圖；

圖3a、圖3b為本發(fā)明?和的荷載-變形曲線圖。

具體實施方式

下面參照附圖對本發(fā)明進行詳細說明。

為進一步研究GFRP管鋼骨混凝土受彎構(gòu)件的受力性能，本發(fā)明對其在對稱集中荷載作用下的整個受力過程進行分折。

本發(fā)明基于平截面假定的有限條帶法，根據(jù)現(xiàn)有加固理論及相關(guān)技術(shù)規(guī)程編制了加固結(jié)構(gòu)抗彎承載力計算程序。

本發(fā)明利用該程序計算得到彎矩與曲率的關(guān)系曲線，以及纏繞角度、管壁厚度對荷載-變形的影響曲線。試件抗彎承載力隨鋼骨型號的增大而增大，在荷載作用后期曲線斜率變小，表明構(gòu)件延性有所改善；混凝土強度的變化對GFRP管鋼骨混凝土受彎構(gòu)件的初始剛度和承載力影響很小，幾乎可以忽略。