专利名称：Gfrp管钢骨混凝土受弯构件的非线性分析测试方法
技术领域：
本发明涉及一种建筑构件的测试方法，特别是涉及一种GFRP管钢骨混凝土受弯构件的非线性分析测试方法。
背景技术：
GFRP管钢骨高强混凝土构件是在缠绕成型的GFRP管中埋设型钢，然后填充混凝土而形成组合构件。该组合构件主要通过GFRP管对混凝土的约束，迫使混凝土处于三向受力状态，提高了混凝土抗压强度，增加了延性，同时，钢骨分担了混凝土的部分轴力，致使组合构件的承载能力有所提高，外围混凝土阻止或缓解了钢骨局部屈曲现象的产生，是一种合理的组合结构形式。近年来，国内外对于筒体内填混凝土结构的研究较为深入，应用也较多。在工程实践中，受弯构件较少采用圆截面形式，但是，研究构件的受弯力学性能，将有助于深入认识柱子的压弯工作机理。目前，国内外已有专家研究了 FRP管混凝土柱的受力性能，而对GFRP 管钢骨高强混凝土组合构件的力学性能研究尚比较少见，部分学者对圆钢管SRC结构进行了抗弯承载力理论及试验研究，但对GFRP管SRHC (钢骨高强混凝土)受弯构件受力性能的研究尚未见到相关文献报道。深入研究其抗弯性能可为进一步研究压弯及压弯剪等力学性能奠定基础。
发明内容
本发明的目的在于提供一种GFRP管钢骨混凝土受弯构件的非线性分析测试方法，基于平截面假定的纤维模型法，分析测试参数对弯矩-曲率关系曲线的影响。利用该方法作为设计的辅助手段，既省时又省力。本发明的目的是通过以下技术方案实现的
GFRP管钢骨混凝土受弯构件的非线性分析测试方法，该方法包括在对称集中荷载作用下的受力过程进行分析；基于平截面假定的有限条带法编制加固结构抗弯承载力计算程序；利用该程序计算得到弯矩与曲率的关系曲线，以及缠绕角度、管壁厚度对荷载-变形的影响曲线进行测试分析；并依照以下步骤进行
a.对GFRP管加固SRHC受弯构件正截面承载力做出以下假定；
b.进行相关公式推倒及程序编制；
c.进行程序计算结果与分析；
d.进一步分析参数对构件受力的影响；
e.列出GFRP管钢骨混凝土受弯构件的非线性分析测试结果。所述的GFRP管钢骨混凝土受弯构件的非线性分析测试方法，所述的对GFRP管加固SRHC受弯构件正截面承载力的假定，包括加固后的梁在外荷载作用下符合平截面； GFRP管和混凝土之间及钢骨和混凝土之间无相对滑移；各条带单元内的应力均勻分布； GFRP管应力一应变关系为线弹性；忽略混凝土的抗拉作用。
所述的GFRP管钢骨混凝土受弯构件的非线性分析测试方法，所述的相关公式推倒及程序编制，包括采用合成法迭代方程和采用分级加变形的方法来计算弯矩 (t )与曲率(J)的关系曲线。所述的GFRP管钢骨混凝土受弯构件的非线性分析测试方法，所述的程序计算结果与分析，包括利用编制的程序GCWZL计算所得弯矩-曲率曲线与试验曲线对比。所述的GFRP管钢骨混凝土受弯构件的非线性分析测试方法，所述的分析参数对构件受力的影响为基于上述程序，对GFRP管钢骨混凝土受弯构件的力学性能及其影响因素做进一步分析并列出结果。本发明的优点与效果是
本发明测试分析后表明组合构件的抗弯承载力随着纤维缠绕角度的增加而下降；随着 GFEP管管壁厚度的增加而增加；GFRP管材料对构件截面的延性有所改善；基于平截面假定的纤维模型法，分析主要参数对弯矩-曲率关系曲线的影响。并与试验数据进行对比，结果利用该方法作为设计的辅助手段，既省时又省力。
图1为本发明的M-诱方框图2a、图2b、图2c为本发明所得弯矩-曲率曲线与试验曲线对比图； 图3a、图北为本发明 30MPa和厶=50MPa的荷载-变形曲线图。
具体实施例方式下面参照附图对本发明进行详细说明。为进一步研究GFRP管钢骨混凝土受弯构件的受力性能，本发明对其在对称集中荷载作用下的整个受力过程进行分折。本发明基于平截面假定的有限条带法，根据现有加固理论及相关技术规程编制了加固结构抗弯承载力计算程序。本发明利用该程序计算得到弯矩与曲率的关系曲线，以及缠绕角度、管壁厚度对荷载-变形的影响曲线。试件抗弯承载力随钢骨型号的增大而增大，在荷载作用后期曲线斜率变小，表明构件延性有所改善；混凝土强度的变化对GFRP管钢骨混凝土受弯构件的初始刚度和承载力影响很小，几乎可以忽略。本发明的方法中首先要进行基本假定，即对GFRP管加固SRHC受弯构件正截面承载力做出以下假定
(1)加固后的梁在外荷载作用下符合平截面假定；
(2)GFRP管和混凝土之间及钢骨和混凝土之间无相对滑移；
(3)各条带单元内的应力是均勻分布的；
(4)GFRP管应力一应变关系为线弹性，既应力等于应变乘以其弹性模量；
(5)不考虑混凝土的抗拉作用. 进行相关公式推倒及程序编制 (1)合成法迭代方程为了对GFRP管钢骨高强混凝土结构受弯构件进行非线性全过程分析，根据纤维模型法，把GFRP管、混凝土及钢骨腹板的截面划分成而条，假定GFRP管钢骨高强混凝土受弯构
件截面形心处的应变为Si，根据平截面假定，则可以求出截面上任一条带的混凝土、钢骨腹
板、GFRP管侧壁及钢骨翼缘的应力o"Bi、&、%。(2)计算
利用公式(1 )、(2)，采用分级加变形的方法来计算弯矩(M )与曲率(的关系曲线， 当满足力的平衡条件时，停止计算。具体计算步骤见图1。根据内力平衡条件可以得到条带划分全过程分析基本迭代方程。轴力为
权利要求
1.GFRP管钢骨混凝土受弯构件的非线性分析测试方法，其特征在于，该方法包括在对称集中荷载作用下的受力过程进行分析；基于平截面假定的有限条带法编制加固结构抗弯承载力计算程序；利用该程序计算得到弯矩与曲率的关系曲线，以及缠绕角度、管壁厚度对荷载-变形的影响曲线进行测试分析；并依照以下步骤进行a.对GFRP管加固SRHC受弯构件正截面承载力做出以下假定；b.进行相关公式推倒及程序编制；c.进行程序计算结果与分析；d.进一步分析参数对构件受力的影响；e.列出GFRP管钢骨混凝土受弯构件的非线性分析测试结果。
2.根据权利要求1所述的GFRP管钢骨混凝土受弯构件的非线性分析测试方法，其特征在于，所述的对GFRP管加固SRHC受弯构件正截面承载力的假定，包括加固后的梁在外荷载作用下符合平截面；GFRP管和混凝土之间及钢骨和混凝土之间无相对滑移；各条带单元内的应力均勻分布；GFRP管应力一应变关系为线弹性；忽略混凝土的抗拉作用。
3.根据权利要求1所述的GFRP管钢骨混凝土受弯构件的非线性分析测试方法，其特征在于，所述的相关公式推倒及程序编制，包括采用合成法迭代方程和采用分级加变形的方法来计算弯矩(M )与曲率(# )的关系曲线。
4.根据权利要求1所述的GFRP管钢骨混凝土受弯构件的非线性分析测试方法，其特征在于，所述的程序计算结果与分析，包括利用编制的程序GCWZL计算所得弯矩-曲率曲线与试验曲线对比。
5.根据权利要求1所述的GFRP管钢骨混凝土受弯构件的非线性分析测试方法，其特征在于，所述的分析参数对构件受力的影响为基于上述程序，对GFRP管钢骨混凝土受弯构件的力学性能及其影响因素做进一步分析并列出结果。
全文摘要
GFRP管钢骨混凝土受弯构件的非线性分析测试方法，涉及一种建筑构件的测试方法，其特征在于，该方法包括在对称集中荷载作用下的受力过程进行分析；基于平截面假定的有限条带法编制加固结构抗弯承载力计算程序；利用该程序计算得到弯矩与曲率的关系曲线，以及缠绕角度、管壁厚度对荷载-变形的影响曲线进行测试分析；本发明测试分析后表明组合构件的抗弯承载力随着纤维缠绕角度的增加而下降；随着GFEP管管壁厚度的增加而增加；GFRP管材料对构件截面的延性有所改善；基于平截面假定的纤维模型法，分析主要参数对弯矩-曲率关系曲线的影响。并与试验数据进行对比，结果利用该方法作为设计的辅助手段，既省时又省力。
文档编号G01N3/20GK102297810SQ20111013616
公开日2011年12月28日 申请日期2011年5月25日 优先权日2011年5月25日
发明者周乐, 李绥, 王连广 申请人:沈阳大学