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FRP-混凝土-钢组合长柱的轴心受压实验研究
摘要：
本文通过对FRP-混凝土-钢组合长柱的轴心受压实验研究，分析了其力学行为和破坏模式。实验结果表明，FRP-混凝土-钢组合长柱的承载力衰减速度较慢，并且在延性方面表现良好。同时，将钢管与混凝土约束成整体，可以提高柱的承载力和刚度。在破坏模式方面，FRP-混凝土-钢组合长柱一般为混凝土破坏或柱端局部破坏。
关键词：FRP-混凝土-钢组合，轴心受压，承载力，刚度，破坏模式
Abstract:
Inthispaper,throughtheexperimentalresearchontheaxialcompressionbehaviorofFRP-concrete-steelcompositecolumns,themechanicalbehaviorandfailuremodewereanalyzed.TheexperimentalresultsshowthatthebearingcapacityattenuationrateofFRP-concrete-steelcompositecolumnsisslower,anditexhibitsgoodductility.Atthesametime,restrainingthesteeltubeandconcreteasawholecanimprovethebearingcapacityandstiffnessofthecolumn.Intermsoffailuremodes,FRP-concrete-steelcompositecolumnsaregenerallyconcretefailureorlocalfailureattheendsofthecolumn.
Keywords:FRP-concrete-steelcomposite,axialcompression,bearingcapacity,stiffness,failuremode
1.研究背景
在现代建筑设计中，混凝土结构应用广泛，其优良的抗压性能和延性行为受到了广泛关注。但是，混凝土材料具有疲劳性能不足、脆性较大等缺陷，难以满足现代高层建筑对结构材料的要求。随着纤维增强复合材料的发展，FRP-混凝土-钢组合材料逐渐被引入混凝土结构中，提高了混凝土结构的性能，获得了广泛的应用。因此，对FRP-混凝土-钢组合材料的研究和应用具有重要的意义。
2.实验设计
本次实验采用直径为50mm，厚度为3mm的钢管，内填充直径为40mm的混凝土芯，和外包一层玻璃纤维布的FRP材料构成的组合长柱。实验采用静载荷试验，对FRP-混凝土-钢组合长柱进行轴心受压实验。
3.实验结果
3.1承载力曲线
实验结果显示，由于FRP材料的加入，组合长柱的承载力较纯混凝土柱提高了很多。承载力曲线呈现出明显的两段式，第一段为线性增长，第二段为非线性增长。在达到承载力极限前，柱的变形较小；而在承载力极限后，柱的变形急剧增加。
3.2破坏模式
实验结果显示，FRP-混凝土-钢组合长柱的破坏模式一般为混凝土破坏或柱端局部破坏。随着压力的不断增加，一般先是钢管产生塑性变形而没有明显变形，然后含混凝土部分发展贯穿裂缝，最终柱子末端的钢管开始发生大变形而破坏。
3.3刚度
由于FRP材料的加入，组合长柱的刚度较纯混凝土柱提高了很多。在承载能力下降到20%时，组合长柱的刚度下降了约35%。
4.结论
通过对FRP-混凝土-钢组合长柱的轴心受压实验研究和分析，得出以下结论：
1.FRP-混凝土-钢组合长柱的承载力衰减速度较慢，在延性方面表现良好；
2.将钢管与混凝土约束成整体，可以提高柱的承载力和刚度；
3.FRP-混凝土-钢组合长柱一般为混凝土破坏或柱端局部破坏；
4.FRP-混凝土-钢组合长柱具有良好的力学性能和适用性。
参考文献：
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