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纖維增強復(fù)合材料(FRP)是一種高性能非金屬結(jié)構(gòu)材料，具有高強、輕質(zhì)、抗腐蝕、耐疲勞等優(yōu)點，正被越來越廣泛地應(yīng)用于結(jié)構(gòu)工程的修復(fù)加固中，具有良好的經(jīng)濟效益和建筑效果。FRP在新建結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用也具有很大的潛力，如FRP筋混凝土柱、FRP管混凝土柱、FRP管鋼骨混凝土柱、FRP鋼管混凝土柱、FRP-混凝土鋼雙壁空心管柱等。基于FRP自身特點和目前研究現(xiàn)狀，通過與傳統(tǒng)材料進行合理的組合，提出基于FRP的聚乙烯管新型組合結(jié)構(gòu)柱的有限元分析。
FRP管混凝土柱是在PVC-FRP管內(nèi)填充混凝土形成的一種組合構(gòu)件，在豎向荷載作用下，F(xiàn)RP條帶施加的約束應(yīng)力通過PVC管均勻地傳遞給核心混凝土，使核心混凝土處于三向均勻受壓狀態(tài)，其承載力和延性顯著提高。另外，由于Q管的存在，避免了FRP與混凝土的直接接觸，減少了混凝土柱的不均勻橫向膨脹而引起FRP的內(nèi)部應(yīng)力集中，使FRP的強度和應(yīng)變得到充分利用，PVC管具有一定的厚度和剛度，避免了混凝土柱局部提前發(fā)生破壞，PVC管還具有一定環(huán)向抗拉強度，在FRP條帶發(fā)揮作用之前，PVC管對混凝土柱具有一定約束作用。
近年來，國內(nèi)外學(xué)者對PVC-FRP管混凝土構(gòu)件基本力學(xué)性能進行研究，已經(jīng)取得一定的成果。如提出刻槽PVC-FRP管混凝土柱，結(jié)果表明，刻槽PVC-FRP管能顯著提高混凝土柱的承載力。變形能力和延性，但刻槽PVC-FRP管不便于施工，且在刻槽部位容易引起應(yīng)力集中，導(dǎo)致構(gòu)件在刻槽處發(fā)生破壞，提出的PVC-FRP管混凝土柱，克服刻槽PVC-FRP管混凝土柱的缺點，并對該構(gòu)件的靜力性能和耐久性能進行研究，結(jié)果表明，PVC-FRP管顯著提高了混凝土柱的承載力和延性，且FRP與PVC具有良好的共同工作性能，楊洋對軸壓PVC-FRP管短柱進行試驗研究，主要考慮纖維材料種類(+FRP，YFRP)對其軸壓性能的影響，結(jié)果表明，PVC-+FRP 管混凝土柱承載力比PVC-YFRP管混凝土柱承載力提高明顯。
綜上所述，目前PVC-FRP管混凝土柱的研究主要集中在軸壓性能。偏壓性能和耐久性能等方面，且由于試驗條件受限，試驗設(shè)計理論尚不完備，分析因素比較局限。本研究在PVC-FRP管混凝土柱軸壓試驗研究的基礎(chǔ)上，選擇材料合適的力學(xué)性能參數(shù)，采用有限元軟件建立PVC-FRP管混凝土短柱的分析模型，利用試驗結(jié)果驗證模型正確性。在此基礎(chǔ)上，分析影響PVC-FRP混凝土柱力學(xué)性能機理的主要因素，為深入認(rèn)識PVC-FRP管混凝土柱在復(fù)雜應(yīng)力下的力學(xué)性能提供參考。
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