CFRP增强方钢管混凝土的抗扭承载力

摘要

为了深入了解和全面掌握CFRP增强方钢管混凝土的扭转性能,在试验研究和有限元模拟的基础上,给出了其典型的扭矩-转角曲线,并将其划分为弹性阶段、弹塑性阶段和塑性阶段.对其扭转性能的受力全过程分析发现:距离中性轴越远的混凝土的剪应力越大,钢管的Mises应力沿着轴向呈反对称分布,横向CFRP对试件有很好的约束作用,也解释了扭矩-转角曲线在弹性阶段出现刚度退化的原因.参数分析的结果表明,钢材屈服强度、混凝土强度、CFRP层数和含钢率的提高不改变扭矩-转角曲线的形状;但钢材屈服强度或含钢率的提高可以显著提高抗扭承载力,混凝土强度的提高对构件承载力有所提高,而CFRP层数的增加可使承载力略有提高;含钢率的提高可以提高构件弹性阶段的刚度.定义了抗扭强度,给出了相应的抗扭承载力计算式,采用该计算式的结果与试验结果吻合良好.