【摘 要】
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近年来,钢管混凝土构件由于其具有承载力高、延性好、施工方便、经济性突出、耐火和抗震性能优越等优势而被广泛应用于高层建筑、大跨桥梁和重载交通等实际工程。然而在建筑全寿命使用周期内,诸如钢管核心混凝土浇筑不密实引发的脱空问题,钢管在潮湿或酸性等环境下出现的腐蚀问题以及焊缝质量缺陷致使施工或使用过程中出现的撕裂问题,都易使钢管混凝土结构承载力、延性和耐久性能大幅度削弱,导致严重的工程事故。随着高强复合材
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近年来,钢管混凝土构件由于其具有承载力高、延性好、施工方便、经济性突出、耐火和抗震性能优越等优势而被广泛应用于高层建筑、大跨桥梁和重载交通等实际工程。然而在建筑全寿命使用周期内,诸如钢管核心混凝土浇筑不密实引发的脱空问题,钢管在潮湿或酸性等环境下出现的腐蚀问题以及焊缝质量缺陷致使施工或使用过程中出现的撕裂问题,都易使钢管混凝土结构承载力、延性和耐久性能大幅度削弱,导致严重的工程事故。随着高强复合材料技术的发展,CFRP由于具有质量轻、强度高和施工方便等优点而被广泛应用于各加固工程中。相关研究表明,采用CFRP包裹约束钢管混凝土,提供较强的环向约束作用,可以有效提高其承载力,修复损伤,补充结构承载力损失值。目前关于CFRP包裹约束钢管混凝土构件的研究主要集中在CFRP全包裹形式上,而对CFRP部分包裹钢管混凝土构件的力学性能和受力机理的研究较少。本文将基于部分CFRP包裹钢管混凝土柱试验,建立准确合理的CFRP部分包裹矩形钢管混凝土轴压和偏压短柱的数值分析模型,深入分析其轴压和偏压性能,主要研究工作如下:（1）基于部分CFRP包裹钢管混凝土短柱轴压试验,建立了合理的CFRP部分包裹矩形钢管混凝土轴压短柱的数值分析模型,开展了系统的参数分析,揭示了其典型的破坏模式,探讨了轴压下CFRP部分包裹矩形钢管混凝土短柱合理的包裹方式。（2）基于部分CFRP包裹钢管混凝土短柱偏压试验,建立了合理的CFRP部分包裹矩形钢管混凝土偏压短柱的数值分析模型,开展了系统的参数分析,揭示了其偏压状态下的典型破坏模式,分析了其合理有效的加固机制。（3）根据大量的有限元分析结果,本文基于钢管混凝土统一理论和深入的机理分析,分别对CFRP部分包裹矩形钢管混凝土短柱在轴压和偏压状态下的分析结果进行了回归拟合,推导出CFRP部分包裹矩形钢管短柱的轴压和偏压承载力计算公式,为CFRP加固钢管混凝土结构的设计方法提供参考依据。
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