纖維混凝土智能組合柱研究.pdf

1、橋梁結(jié)構(gòu)的耐久性損傷是當前世界范圍內(nèi)所面臨的一大問題，嚴重威脅著橋梁的安全運營與使用壽命。纖維復(fù)合材料（Fiber reinforced polymer，簡稱FRP）是一種新型材料，F(xiàn)RP與混凝土復(fù)合組成的組合結(jié)構(gòu)可以有效地解決橋梁結(jié)構(gòu)的長期耐久性問題。本文以 FRP管約束混凝土為研究對象，并首次提出FRP-鋼復(fù)合管約束混凝土，系統(tǒng)地研究了它們的軸壓力學性能、耐久性性能和抗震性能。同時，采用光纖光柵應(yīng)變傳感器預(yù)埋技術(shù)，使上述結(jié)構(gòu)具有損傷

2、自監(jiān)測性能，并建立了基于監(jiān)測信息的結(jié)構(gòu)損傷評價方法。
　　本文的主要研究內(nèi)容包括：
　　首先，針對 FRP管約束混凝土軸壓延性較差的缺點，本文首次提出了FRP-鋼復(fù)合管約束混凝土。試驗研究了 FRP管/FRP-鋼復(fù)合管約束混凝土的軸壓力學性能，對影響 FRP管結(jié)構(gòu)性能的纖維纏繞方式、局部加強纖維管等進行了研究。提出了評價 FRP管/FRP-鋼復(fù)合管約束混凝土的軸壓延性系數(shù)計算方法，并對其延性進行了分析。利用大量現(xiàn)有研究成果，

3、回歸分析得到了FRP管/FRP-鋼復(fù)合管約束混凝土核心混凝土的受壓本構(gòu)關(guān)系模型下降段系數(shù)，并利用該模型較好地模擬了 FRP管/FRP-鋼復(fù)合管約束混凝土的軸壓力學性能。
　　其次，研究了 FRP管/FRP-鋼復(fù)合管約束混凝土的耐久性能。研究以對FRP管/FRP-鋼復(fù)合管約束混凝土耐久性威脅最大的凍融循環(huán)為對象，對上述結(jié)構(gòu)進行了56次凍融循環(huán)試驗，同時量測了試驗前后結(jié)構(gòu)的軸壓力學性能，對核心混凝土的相對動彈性模量進行了全程測試，并對

4、試驗前后試件表面的孔洞與缺陷進行了紅外熱成像分析。分析了結(jié)構(gòu)的凍融耐久性損傷機理，并以菲克定律為基礎(chǔ)模擬分析了溶液在 FRP管內(nèi)的擴散，計算了 FRP管內(nèi)的結(jié)冰壓。試驗研究了纖維混凝土的火災(zāi)爆裂性能，提出了 FRP管約束混凝土火災(zāi)耐久性損傷評估與修復(fù)方法。
　　第三，研究了 FRP管/FRP-鋼復(fù)合管約束混凝土的自監(jiān)測性能。開發(fā)了具有自監(jiān)測性能的FRP管/FRP-鋼復(fù)合管約束混凝土的制備方法，分別研究了FRP管/FRP-鋼復(fù)合管約