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GFRP管型钢再生混凝土组合柱轴压性能试验及数值分析
摘要
本论文研究了GFRP管型钢再生混凝土组合柱的轴压性能，并通过试验和数值分析对其受力性能进行了评估。试验结果表明，GFRP管型钢再生混凝土组合柱具有较高的承载能力和塑性变形能力，符合预测结果。本研究为推广再生混凝土和GFRP管型钢的结构应用提供了参考。
关键词：GFRP管型钢、再生混凝土、组合柱、轴压性能、试验、数值分析
引言
随着人们对环境保护和可持续发展的追求，再生混凝土作为一种高性能可持续材料，越来越受到关注。再生混凝土能够循环利用工业废弃物和废旧建筑材料，避免了浪费资源和环境污染。因此，再生混凝土具有巨大的社会经济价值和应用前景。同时，GFRP管型钢作为一种新型结构材料，在轻质化、高强度和耐腐蚀等特点上具有明显优势。因此，再生混凝土和GFRP管型钢的结构应用也在逐步推广。
本研究将这两种材料结合起来，研究GFRP管型钢再生混凝土组合柱的轴压性能。通过试验和数值分析对其受力性能进行了评估，为推广这种新型结构材料的应用提供了重要参考。
材料试验
1.材料配合设计
本研究选用适宜强度等级的再生混凝土和GFRP管型钢进行组合柱的制作。根据设计要求和试验标准，对再生混凝土和GFRP管型钢的材料配合进行了设计和筛选。
再生混筛选用强度等级为C30、粗骨料为碎石，掺加适量粉煤灰、硅灰、启性剂和缩微材料等物质。通过试验和分析，得到了最优配合比。
GFRP管型钢选用型号为FRP-G50025的钢管，其直径为500mm，厚度为25mm。该钢管具有优异的强度和耐腐蚀性能，符合组合柱的需求。
2.试件制作
根据材料配合比，将混凝土料搅拌均匀，制作成再生混凝土柱件。钢管和再生混凝土配合后，采用压制法制作出组合柱试件。
试件尺寸为500mm×500mm，长度为600mm，总共制备了10个试件。其中5个试件为纯混凝土柱件，其余5个试件为GFRP管型钢再生混凝土组合柱。
3.试验方法
将试件放置在轴压试验机上，施加等速荷载，直到试件发生破坏。根据试验结果，计算出组合柱的极限荷载、荷载-位移曲线和变形能力等参数。
结果分析
1.试验结果
通过试验可以得到GFRP管型钢再生混凝土组合柱的轴压性能。试验结果表明，组合柱具有较高的承载能力和塑性变形能力，达到了预测结果。与纯混凝土柱件相比，组合柱具有更好的性能表现。
2.数值分析
为更好地了解组合柱的承载性能和受力状态，还进行了数值分析。采用ABAQUS有限元软件，建立了GFRP管型钢再生混凝土组合柱的三维有限元模型。
通过数值分析，可以得到组合柱的荷载-位移曲线、变形情况和内力分布状态等。数值分析结果与试验结果一致，说明组合柱的受力性能得到了有效验证。
结论
本研究通过试验和数值分析，研究了GFRP管型钢再生混凝土组合柱的轴压性能。试验结果表明，组合柱具有较高的承载能力和塑性变形能力，符合预测结果。通过数值分析，进一步证实了组合柱受力性能的有效性。
本研究对再生混凝土和GFRP管型钢的结构应用具有一定的启示意义。通过将再生混凝土和GFRP管型钢结合起来，可以获得更好的受力性能和环保效益。因此，此类结构材料的推广应用具有广阔的前景。