GFRP短柱轴压承载力以及破坏模式研究

主要研究板件宽厚比等几何因素对拉挤型GFRP正方形截面短试件在轴压加载下的承载能力和破坏模式的影响。研究中以试件管壁宽厚比作为变量,在相同长细比条件下,进行一系列轴压试验,以分析相关几何因素对试件破坏模式的影响,并通过试验结果分析确定相关几何因素与试件承载能力之间的关系,并对GFRP型材的承载能力确定提出了一些建议。

极地低温下GFRP管-混凝土短柱循环轴压性能

为了推广GFRP管-混凝土柱在极地基础设施建设中的应用,开展了14个GFRP管-混凝土短柱在极地低温环境下的轴压试验,主要研究参数为温度和GFRP管的径厚比.试验结果包括试验现象与破坏模式、荷载-应变曲线、塑性应变、刚度退化和耗能能力等.试验结果表明:所有试件破坏模式均为GFRP管环向撕裂,发生脆性破坏;单调加载下组合柱的荷载-应变曲线与循环加载下组合柱的荷载-应变曲线的包络线基本吻合,但循环荷载作用下组合柱的极限荷载和峰值应变略低于单调荷载作用下的组合柱;随着温度的降低,组合柱的极限荷载逐渐增大,峰值应变逐渐减小;循环荷载作用下,GFRP管-混凝土短柱的塑性应变与卸载点应变呈线性关系,且温度影响不大,混凝土强度是影响两者关系的主要因素;随着竖向应变的增大,GFRP管-混凝土短柱的刚度逐渐降低,且降低速率逐渐减小;GFRP管-混凝土短柱的等效黏滞阻尼系数逐渐增大,且增大速率逐渐降低.综合以上分析,采用“最远点”法确定GFRP管-混凝土短柱的名义屈服点,并提出了GFRP管-混凝土短柱在低温下的设计方法和设计流程,分别从强度、变形和GFRP管利用率3个角度来衡量试件设计的安全储备,为GFRP管-混凝土短柱在极地低温环境下的安全设计提供参考,保障其在极地和寒区环境的服役安全.

硫酸盐环境下GFRP管混凝土柱轴压性能演化规律

硫酸盐长期腐蚀会导致混凝土结构性能退化,纤维增强聚合物(FRP)与混凝土组合结构具有良好的抗腐蚀性能。对玻璃纤维增强聚合物(GFRP)管混凝土短柱采用硫酸盐浸泡和干湿循环两种作用方式开展腐蚀试验,通过表观现象观察、质量损失测试、超声探测等,研究组合柱在硫酸盐作用下结构变化特征;开展轴压试验,测试极限承载力与荷载-应变曲线,对比分析GFRP管混凝土短柱轴压性能演化规律。结果表明:在硫酸盐环境中,GFRP管能抵抗硫酸盐的侵蚀,有效保护混凝土,确保组合柱抗压强度。硫酸盐溶液浸泡和干湿循环作用降低了GFRP管混凝土短柱的强度以及延性,且随着腐蚀时间的增加,硫酸盐干湿循环作用比浸泡作用下对GFRP管混凝土短柱造成的缺陷更多,GFRP管与混凝土协同作用略微降低。