CFRP約束高溫后混凝土動(dòng)態(tài)力學(xué)性能研究.pdf

1、隨著人類社會(huì)工業(yè)化發(fā)展與城市化建設(shè)，建筑結(jié)構(gòu)火災(zāi)愈發(fā)頻繁，此外，結(jié)構(gòu)在服役期間可能遭受爆炸、碰撞等復(fù)雜動(dòng)力作用。這些因素均導(dǎo)致火災(zāi)后建筑結(jié)構(gòu)修復(fù)加固難度加大。纖維增強(qiáng)復(fù)合材料(Fiber Reinforced Polymer/Plastic，F(xiàn)RP)作為一種新型加固材料，性能上具有明顯的優(yōu)勢(shì)。目前，F(xiàn)RP加固高溫后混凝土的動(dòng)態(tài)力學(xué)性能這一研究領(lǐng)域仍然少有成果。本文針對(duì)這種現(xiàn)狀，以核心混凝土經(jīng)歷的最高溫度、CFRP外包層數(shù)以及沖擊速度為試

2、驗(yàn)參數(shù)，對(duì)CFRP約束高溫后混凝土的動(dòng)靜態(tài)力學(xué)性能分別展開(kāi)試驗(yàn)研究，并采用有限元軟件ABAQUS對(duì)CFRP約束高溫后混凝土的靜態(tài)力學(xué)性能進(jìn)行仿真模擬。主要研究?jī)?nèi)容與相關(guān)成果包括以下幾點(diǎn):
　　(1)利用高溫試驗(yàn)爐進(jìn)行混凝土高溫試驗(yàn)，研究C30混凝土高溫后力學(xué)性能衰減規(guī)律。結(jié)果表明，本文試驗(yàn)數(shù)據(jù)符合一般規(guī)律。
　　(2)利用300噸液壓試驗(yàn)系統(tǒng)進(jìn)行CFRP約束高溫后混凝土靜態(tài)力學(xué)性能試驗(yàn)，通過(guò)實(shí)測(cè)應(yīng)力-應(yīng)變曲線，研究CFRP約

3、束高溫后混凝土靜態(tài)破壞機(jī)理，分析溫度與CFRP約束分別對(duì)混凝土靜態(tài)力學(xué)性能的影響以及二者綜合作用。并提出CFRP約束高溫后混凝土靜態(tài)力學(xué)性能的簡(jiǎn)化評(píng)估方法。結(jié)果表明，CFRP約束效應(yīng)削弱了溫度軟化效應(yīng)，靜態(tài)力學(xué)性能簡(jiǎn)化模型具有較好的實(shí)用性。
　　(3)利用分離式霍普金森壓桿(Split Hopkinson Pressure Bar，SHPB)系統(tǒng)進(jìn)行CFRP約束高溫后混凝土動(dòng)態(tài)力學(xué)性能試驗(yàn)，通過(guò)實(shí)測(cè)SHPB波形圖、應(yīng)力時(shí)程曲線、應(yīng)

4、變時(shí)程曲線與應(yīng)變率時(shí)程曲線，研究CFRP約束高溫后混凝土動(dòng)態(tài)破壞機(jī)理，分析溫度、CFRP約束與沖擊速度分別對(duì)混凝土動(dòng)態(tài)力學(xué)性能的影響以及三者綜合作用，并提出CFRP約束高溫后混凝土動(dòng)態(tài)抗壓強(qiáng)度的簡(jiǎn)化評(píng)估方法。采用同樣的思路提出CFRP-混凝土界面動(dòng)態(tài)粘結(jié)性能簡(jiǎn)化模型，并證明其實(shí)用性。結(jié)果表明，本文的研究思路是合理的，可將其擴(kuò)大應(yīng)用至FRP加固混凝土結(jié)構(gòu)的不同研究領(lǐng)域。
　　(4)利用ABAQUS進(jìn)行混凝土溫度場(chǎng)模擬，驗(yàn)證試驗(yàn)采用的