FRP管混凝土在空間結構中應用的分析研究.pdf

1、隨著高強輕質材料的使用、結構設計方法和施工技術的發(fā)展，大跨度空間結構的發(fā)展日新月異。而網(wǎng)殼結構作為沿曲面形成的空間結構形式之一，呈三維受力狀態(tài)，其結構形式新穎、活潑，具有形體美，極富藝術表現(xiàn)力，因而得到廣泛的應用與研究。然而跨度較大的網(wǎng)殼結構仍存在耗鋼量大、造價高的問題。因此，本文提出了一種新型空間組合網(wǎng)殼結構形式--BFRP管混凝土網(wǎng)殼，利用BFRP管混凝土抗壓強度高和耐腐蝕性好等優(yōu)點，減少耗鋼量，降低造價，提高桿件的穩(wěn)定性，改善結構

2、受力性能。
　　 本文首先通過試驗研究了BFRP管混凝土組合構件的基本工作機理和特點。之后，將試驗數(shù)據(jù)與Samaan與Mirmiran模型、Xiao與Wu模型、Lam與Teng模型和吳剛模型四種常用模型對比分析，其中吳剛模型與試驗數(shù)據(jù)較為吻合，且偏于安全，可滿足實際工程中的設計要求，在本文中選用此模型的計算數(shù)據(jù)作為網(wǎng)殼結構建模分析的材料參數(shù)。同時，對比試驗數(shù)據(jù)分析可得管徑和管厚等參數(shù)對其應力-應變關系曲線的影響。
　　

3、利用有限元軟件ANSYS對應用較廣的Kiewitt6型單層球面鋼管網(wǎng)殼和BFRP管混凝土組合網(wǎng)殼進行建模和求解，分別得出不同跨度和矢跨比、不同桿件截面尺寸的兩種網(wǎng)殼結構的荷載-位移曲線；經(jīng)過對其總重、承載力、造價等方面的對比分析，指出BFRP管混凝土網(wǎng)殼的優(yōu)越性。
　　 通過對BFRP管混凝土組合網(wǎng)殼結構受力全過程進行非線性分析，繪出了每例結構迭代結束時位移最大節(jié)點的荷載.位移曲線，求得它們的臨界荷載。通過參數(shù)分析，揭示了單層B

4、FRP管混凝土網(wǎng)殼結構穩(wěn)定性能的基本特征和失穩(wěn)機理。同時，探討了荷載分布方式、初始缺陷大小和分布方式等參數(shù)對單層球面BFRP管混凝土網(wǎng)殼穩(wěn)定性能的影響規(guī)律。
　　 通過有限元軟件ANSYS和數(shù)值軟件MATLAB模擬并分析BFRP管混凝土網(wǎng)殼結構在動力荷載作用下的響應。其中，自振特性分析結果顯示其屬于頻率密集型結構，因此在對結構進行動力響應分析時應采用時程分析法，在條件允許時可考慮多階振型的影響以提高計算精度。之后對結構進行了不同