椭圆形FRP-混凝土-钢组合空心柱的截面优化和抗震性能研究
项目介绍
AI项目解读
基本信息
- 批准号:51608263
- 项目类别:青年科学基金项目
- 资助金额:22.0万
- 负责人:
- 依托单位:
- 学科分类:E0805.工程材料
- 结题年份:2019
- 批准年份:2016
- 项目状态:已结题
- 起止时间:2017-01-01 至2019-12-31
- 项目参与者:黄涛; 吕奎; 姚明丽; 赵庆; 秦凯;
- 关键词:
项目摘要
Fiber-reinforced polymer (FRP) composites have been widely used in civil engineering due to their excellent corrosion resistance, high strength as well as other advantages. Owning to the graceful shape and aesthetical appeal, elliptical columns are emerging gradually and have gained widely acceptance and popularity in practice. This research project focuses on a novel form of elliptical columns incorporating with FRP: elliptical FRP-concrete-steel double-skin tubular columns (EDSTC), which consist of an elliptical outer tube made of FRP, an elliptical/rectangular inner tube made of steel, and an annular layer of concrete filled in between. The novel elliptical column possesses many advantages, such as: light self-weight, excellent corrosion-resistance and exceptional seismic behavior, different bending stiffness around two axes of symmetry, which has a promising potential to be used as hollow bridge piers. Based on relevant findings of previous research conducted by the applicants as well as existing studies by other researchers, this research project will firstly optimize the cross-section of EDSTC by investigating affecting parameters such as elliptical aspect ratio, the thickness of FRP tube and the shape of inner steel tube. Through a comprehensive study combining both experimental and numerical approaches, the stress-strain model of confined concrete in EDSTC will be obtained. The stress-strain model will then be incorporated into fiber-element model for numerical simulation of the seismic behavior of EDSTC subjected to combined cyclic lateral loading and axial compression. This research project will provide theoretical design methods and pave way for the practical application of this novel elliptical column.
纤维增强复合材料(FRP)因其耐腐蚀、高强等优点在土木工程领域得到了广泛应用。椭圆形截面的结构柱,以其优美灵动的建筑外形,受到越来越多的青睐。本项目研究一种新型的应用FRP的椭圆形柱:椭圆形FRP-混凝土-钢组合空心柱。该椭圆形空心柱由椭圆形截面的FRP外管、椭圆形或矩形截面的钢内管、以及两管之间的填充混凝土构成。该椭圆形空心柱具有自重轻,优越的耐腐蚀性能和抗震性能等优点,并具有绕两对称轴不同的抗弯刚度,特别适用于桥梁结构中的空心桥墩。本项目在申请人前期相关研究以及其他已有研究的基础上,将对该椭圆形空心柱的截面形式进行优化,深入研究椭圆截面的长轴/短轴比,FRP外管厚度,钢内管形状等对其性能的影响;采用有限元分析和试验相结合的方法,建立该柱内填混凝土的应力-应变关系模型;建立基于纤维梁单元的理论模型,并结合侧向往复荷载试验深入研究其抗震性能。本项目将为其在实际工程中的应用提供重要理论依据。
结项摘要
纤维增强复合材料(FRP)因其耐腐蚀、高强等优点在土木工程领域得到了广泛应用。本项目主要研究了一种新型的应用FRP的椭圆形柱:椭圆形FRP-混凝土-钢组合空心柱。该椭圆形空心柱由椭圆形FRP外管、椭圆形或矩形截面的钢内管、以及两管之间的填充混凝土构成。椭圆形组合空心柱具有自重轻,优越的耐腐蚀性能和抗震性能等优点,并具有绕两对称轴不同的抗弯刚度,特别适用于桥梁结构中的空心桥墩。本项目进行了椭圆形空心柱的轴压性能和抗震性能试验,研究了椭圆形截面的长轴/短轴比,内部钢管的形状,空心面积率及FRP管厚度对其性能的影响,并提出了椭圆形空心柱的轴压承载力公式和抗震性能模拟方法。研究表明,椭圆形空心柱的长轴/短轴比对约束混凝土的抗压强度和极限轴向应变影响不大;具有椭圆形内钢管的试件比具有矩形内钢管的试件具有更高的混凝土约束强度和极限轴向应变;抗震性能试验中,随着长轴/短轴比的增大,椭圆形空心柱的延性先增大后降低。作为对比,本项目同时研究了矩形FRP-混凝土-钢组合空心柱(即FRP外管为矩形)的轴压性能和抗震性能,研究参数包括矩形截面的长边/短边比,内部钢管的形状,空心面积率和FRP管厚度。研究表明,椭圆形空心柱的性能均优于矩形空心柱的性能。另外,本项目研究了纤维缠绕角对于FRP-混凝土-钢组合空心柱的轴压性能和FRP-混凝土-钢组合空心梁的受弯性能的影响。研究采用了±45°、±60°和±80°纤维缠绕角的FRP管。研究表明,对于FRP-混凝土-钢组合空心柱,±80°纤维缠绕角的试件抗压强度最高,而±45°纤维缠绕角的试件极限轴向应变最大;对于FRP-混凝土-钢组合空心梁,所有试件均表现出优越的延性,而具有±45°纤维缠绕角的试件具有最佳的抗弯承载力。通过本项目的研究,将推动该新型椭圆形FRP-混凝土-钢组合空心柱在实际工程中的应用,为我国大规模的城市和基础设施建设提供一种外形美观,施工方便,同时具有优越耐腐蚀性能和抗震性能的高性能受压构件。
项目成果
期刊论文数量(12)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
矩形纤维增强复材-混凝土-钢组合空心柱的轴压试验研究
- DOI:--
- 发表时间:2019
- 期刊:工业建筑
- 影响因子:--
- 作者:张冰;魏威;冯贵森;张千标;张宁远;胡夏闽
- 通讯作者:胡夏闽
椭圆形GFRP-混凝土-钢组合空心柱的轴压性能试验研究
- DOI:--
- 发表时间:2019
- 期刊:建筑结构学报
- 影响因子:--
- 作者:张冰;冯贵森;魏威;张宁远;张千标;胡夏闽
- 通讯作者:胡夏闽
带双排栓钉的钢-混凝土组合梁纵向受剪试验研究
- DOI:--
- 发表时间:2017
- 期刊:建筑结构学报
- 影响因子:--
- 作者:张冰;黄涛;徐晓晖;冯贵森;魏威;胡夏闽
- 通讯作者:胡夏闽
Effect of fiber angles on hybrid fiber-reinforced polymer–concrete–steel double-skin tubular columns under monotonic axial compression
单调轴压下纤维角度对混合纤维增强聚合物-混凝土-钢双层管柱的影响
- DOI:10.1177/1369433219895916
- 发表时间:2020
- 期刊:Advances in Structural Engineering
- 影响因子:2.6
- 作者:Zhang B.;Zhao J.L.;Huang T.;Zhang N.Y.;Zhang Y.J.;Hu X.M.
- 通讯作者:Hu X.M.
Effect of fiber angles on hybrid double-tube concrete columns under monotonic axial compression
单调轴压下纤维角度对混合双管混凝土柱的影响
- DOI:10.1155/2019/2363185
- 发表时间:2019
- 期刊:Advances in Civil Engineering
- 影响因子:1.8
- 作者:Zhang B.;Qi Y.J.;Huang T.;Zhang Q.B.;Hu Y.;Hu X.M.
- 通讯作者:Hu X.M.
数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}
{{
item.title }}
{{ item.translation_title }}
- DOI:{{ item.doi || "--"}}
- 发表时间:{{ item.publish_year || "--" }}
- 期刊:{{ item.journal_name }}
- 影响因子:{{ item.factor || "--"}}
- 作者:{{ item.authors }}
- 通讯作者:{{ item.author }}
数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:{{ item.authors }}
数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:{{ item.authors }}
数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:{{ item.authors }}
数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:{{ item.authors }}
数据更新时间:{{ patent.updateTime }}
其他文献
龙城和迪法克鹌鹑血清尿酸生理值范围探讨
- DOI:--
- 发表时间:2015
- 期刊:中国实验动物学报
- 影响因子:--
- 作者:王雨;林志健;张冰;聂安政;周月;朱春胜;牛红娟;王雪洁
- 通讯作者:王雪洁
激光器重复频率对多普勒激光雷达信噪比影响的模拟研究
- DOI:--
- 发表时间:--
- 期刊:大气与环境光学学报
- 影响因子:--
- 作者:张冰;陈超;刘秉义;郭金家;刘智深
- 通讯作者:刘智深
菊苣化学成分的LC-MS/MS定性分析与HPLC含量测定
- DOI:--
- 发表时间:2016
- 期刊:北京中医药大学学报
- 影响因子:--
- 作者:朱春胜;林志健;张冰;牛红娟;王雪洁;张晓朦
- 通讯作者:张晓朦
斑蝥类制剂治疗原发性肝癌的效益-风险评估
- DOI:--
- 发表时间:2021
- 期刊:中国药物警戒
- 影响因子:--
- 作者:姜皓;章之琪;张冰;张晓朦;耿可欣
- 通讯作者:耿可欣
基于数据挖掘的清开灵注射剂不良反应流行病学特点研究
- DOI:--
- 发表时间:2017
- 期刊:药物流行病学杂志
- 影响因子:--
- 作者:崔盈盈;吴嘉瑞;刘施;谭迪;张丹;张冰
- 通讯作者:张冰
其他文献
{{
item.title }}
{{ item.translation_title }}
- DOI:{{ item.doi || "--" }}
- 发表时间:{{ item.publish_year || "--"}}
- 期刊:{{ item.journal_name }}
- 影响因子:{{ item.factor || "--" }}
- 作者:{{ item.authors }}
- 通讯作者:{{ item.author }}
内容获取失败,请点击重试
查看分析示例
此项目为已结题,我已根据课题信息分析并撰写以下内容,帮您拓宽课题思路:
AI项目摘要
AI项目思路
AI技术路线图
请为本次AI项目解读的内容对您的实用性打分
非常不实用
非常实用
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
您认为此功能如何分析更能满足您的需求,请填写您的反馈:
相似国自然基金
{{ item.name }}
- 批准号:{{ item.ratify_no }}
- 批准年份:{{ item.approval_year }}
- 资助金额:{{ item.support_num }}
- 项目类别:{{ item.project_type }}
相似海外基金
{{
item.name }}
{{ item.translate_name }}
- 批准号:{{ item.ratify_no }}
- 财政年份:{{ item.approval_year }}
- 资助金额:{{ item.support_num }}
- 项目类别:{{ item.project_type }}