摘要：纤维增强复材(FRP)-混凝土-钢管组合空心柱由FRP外管、钢内管和两者之间填充的混凝土组成,具有良好的抗震性能和耐腐蚀性能。现有研究主要集中在圆形截面组合空心柱和方形截面组合空心柱,而针对矩形截面组合空心柱的研究较少。矩形截面组合空心柱可根据工程需要,合理设计截面的长边与短边之比,以提供绕两对称轴不同的抗弯刚度。通过对3个矩形FRP-混凝土-钢组合空心柱在恒定轴压和侧向往复荷载下的抗震性能试验,参数包括FRP厚度和水平侧向荷载的加载方向(即绕矩形截面的强轴或弱轴施加弯矩),该组合柱的长边和短边分别为300 mm和200 mm,总高度为2 150 mm,研究表明:具有较厚FRP管的试件的承载力较高;绕强轴加载的试件的承载力和延性远高于绕弱轴加载的试件;基于OpenSees建立的数值模型对滞回曲线的预测略偏保守。

摘要：为研究纤维缠绕角(即纤维缠绕方向与试件轴线的夹角)对GFRP约束混凝土柱轴压性能的影响,进行了纤维缠绕角为±45°,±60°以及±80°的GFRP约束混凝土短柱的轴压试验,主要分析了纤维缠绕角和GFRP管厚度对试件的破坏形态、承载力和应力-应变曲线的影响。研究结果表明:纤维缠绕角对于GFRP管的环向刚度和环向断裂应变有很大影响;纤维缠绕角绝对值越小,GFRP管对混凝土的约束作用越小;GFRP约束混凝土的峰值应力随纤维缠绕角绝对值的减小而减小,GFRP约束混凝土的极限应变随纤维缠绕角绝对值的减小而增大;Teng等的设计模型和Jiang等的分析模型均可较为准确地预测缠绕角±80°的GFRP约束混凝土的应力-应变关系,对缠绕角±60°的GFRP约束混凝土的应力-应变关系的预测偏不保守,而对缠绕角±45°的GFRP约束混凝土的应力-应变关系则无法预测。

摘要：椭圆形GFRP-混凝土-钢组合空心柱由椭圆形GFRP外管、钢内管以及两管之间的填充混凝土组成。进行了大尺寸椭圆形GFRP-混凝土-钢组合空心柱的轴压性能试验,所有试件的内部钢管采用了椭圆形截面,试件的高度为600 mm,长轴为300 mm,短轴分别为150、200、250 mm和300 mm。研究了椭圆形截面的长轴与短轴之比、GFRP厚度及试件空心面积率对其轴压性能的影响。研究结果表明:椭圆形GFRP-混凝土-钢组合空心柱中的混凝土在GFRP管和钢管的共同约束下,其承载力和延性较素混凝土大幅提升;随着椭圆长轴与短轴之比的增大,内部约束混凝土的峰值应力有随之增大的趋势;较大的空心面积率并不会减小GFRP和钢管对于混凝土的约束作用;GFRP厚度的增加将会提高椭圆形组合空心柱试件的极限应力和极限应变。

摘要：纤维增强树脂基复合材料(FRP)能够有效地提高圆形FRP约束混凝土柱的强度和延性。在矩形FRP约束混凝土柱中,由于FRP对核心混凝土的约束不均匀,FRP约束效果较差。为了给核心混凝土提供有效的约束,可将矩形截面优化成椭圆形截面,再应用FRP进行约束。通过椭圆形玻璃纤维增强树脂基复合材料(GFRP)约束混凝土的轴压性能试验,试件的长轴尺寸为300 mm,高度为600 mm,研究长轴短轴比(1.0、1.2、1.5和2.0)和GFRP厚度对椭圆形GFRP约束混凝土轴压性能的影响。结果表明:长轴短轴比对于核心混凝土的强度和延性有较大的影响;GFRP厚度越厚,约束混凝土的强度越高,延性越好。

摘要：纤维增强复材-混凝土-钢组合空心柱是一种由纤维增强复材(FRP)外管,钢内管以及两者之间填充的混凝土组成的新型空心构件。现有研究表明:该组合空心柱具有优越的延性和抗震性能,特别适用于恶劣腐蚀环境下的受压构件,如空心桥墩等。鉴于目前关于矩形FRP-混凝土-钢组合空心柱的研究极少,通过对8个大尺寸矩形FRP-混凝土-钢组合空心柱的轴压试验,研究矩形截面长、短边比,矩形空心柱的空心面积率和FRP管厚度的影响。作为对比,同时进行了4个大尺寸矩形FRP约束混凝土柱的轴压试验。结果表明:对于矩形组合空心柱,较大的截面长、短边比并不会降低对混凝土的约束作用;恰恰相反,较大的截面长、短边比提高了约束混凝土的极限应力和延性;矩形组合空心柱的混凝土受到钢管和FRP管的共同约束,表现出了很好的延性;相比矩形FRP约束实心混凝土柱,内部空心的存在并没有降低约束混凝土的极限应力和极限应变。