RP约束混凝土柱徐变特性的理论分析

RP约束混凝土柱

FRP约束混凝土柱徐变特性的理论分析

陶 忠 于 清

(福州大学土木建筑工程学院 福州 350002)

摘 要:提出了FRP约束混凝土的徐变分析模型和计算方法,分析了加载龄期和持荷时间、轴压比、含FRP率、FRP强

度和混凝土强度等因素对徐变特性的影响规律。然后提出考虑徐变影响后的FRP约束混凝土在轴心受压时的应力-应变关系模型,在此基础上,利用数值方法计算出FRP约束混凝土轴心受压构件考虑徐变影响的荷载-变形关系全过程曲线,并分析了轴压比、长细比、含FRP率、FRP强度和混凝土强度等不同参数情况下徐变对FRP约束混凝土柱承载力的影响。

关键词:FRP约束混凝土 柱 徐变 徐变系数 应力-应变关系模型 承载力

THEORETICALANALYSISOFTHECREEPCHARACTERISTICSOF

FRP-CONFINEDCONCRETECOLUMNS

TaoZhong YuQing

(CollegeofCivilEngineeringandArchitecture,FuzhouUniversity Fuzhou 350002)

Abstract:Anattempttopredictthetime-dependentbehaviorofFRP-confinedconcretecolumnsbymeansofamodelthatisproposedin

thispaper.Basedonthetheoreticalmodel,influencelawoftheloadingtime,timeundersustainedloading,loadratio,FRPratioandstrengthofthematerialsonthecreepcharacteristicsisanalyzed.Anattempttopredictthestress-strainrelationsofthecoreconcreteaftersustainingaxiallycompressiveloadbymeansofamodelthatisproposedinthispaper.Theload-deformationbehavioroftheFRP-confinedconcretecolumnswascomputed,andtheinfluenceofthechangingloadratio,slendernessratio,FRPratioandstrengthofthematerialsonthebearingcapacityofthemembersaftercreepwasdiscussed.

Keywords:FRP-confinedconcrete column creep creepcoefficient stress-strainmodel bearingcapacity

随着FRP约束混凝土在桥梁、各类民用建筑、海洋和近海、地下工程等建筑结构中应用的日益增多,其徐变问题亦变得越来越突出,但目前尚未见相关的理论和试验研究方面的报道。

本文提出FRP约束混凝土的徐变分析模型和计算方法,分析了FRP约束混凝土轴压构件徐变变形特点。然后考虑徐变的影响,对FRP约束混凝土轴压构件的承载力进行了理论分析,进而考察了不同参数情况下徐变对轴压构件承载力的影响。1 徐变模型及徐变计算方法111 FRP约束混凝土的徐变模型

要进行FRP约束混凝土的徐变计算,必须首先确定其徐变模型。

影响混凝土徐变的因素很多,内部因素有水泥品种、骨料含量和水灰比等。外部因素有加荷龄期、加荷应力比(加荷应力与混凝土强度之比)、持荷时间、环境相对湿度、结构尺寸等。描述混凝土徐变

[1][2]

特性的模型有很多,例如ACI(1992)、CEBPFIP(1984,1990)

[3]

[1]

FRP约束混凝土的徐变特性和非约束混凝土的区别主要在于:(1)当混凝土被外围FRP管所包裹时,FRP约束混凝土处于密闭状态,与周围环境基本没有湿度交换;(2)FRP约束混凝土在受力过程中,

混凝土由于受到FRP的约束可能会处于复杂受力状态。

混凝土徐变模型一般以徐变系数U(t,S)的形

[1]

式来表达,U(t,S)为混凝土徐变与S时刻加载结束时的即时弹性应变之比,即:

Ecc(t)式中 R)))作用在混凝土上的常应力;

U(t,S)=

Ecc)))R作用下混凝土的徐变应变;E(S))))龄期S施加荷载时混凝土的弹性模量。

为了便于FRP约束混凝土徐变特性的全过程分析,参考式(1)所示的形式,本文定义FRP约束混凝土的徐变系数U(t,S)为混凝土徐变Ecc(t)与S时刻加载结束时的即时纵向应变ES之比,即:

第一作者:陶 忠 男 1973年1月出生 讲师 博士研究生收稿日期:2001-01-04

(1)

和BP-KK

[1]

模型等。但没有一种模

型能将上述影响混凝土徐变的所有因素都考虑进

去,因而各模型都有其一定的适用范围。

1No14

工业建筑 31期