横向影响下纤维复合材料增强钢圆构件的实验研究
Md Iftekharul Alam1; Sabrina Fawzia2; Xiao-Ling Zhao, F.ASCE3; and Alex M. Remennikov4
摘要：空心构件在横向冲击荷载作用下是非常脆弱的结构部件。这类管状构件广泛用于易受到横向作用（由交通工具或恐怖袭击造成）影响的处于近海或内陆的结构。因此，加强空心钢管构件是安全响应静态或附加冲击荷载所必需的。本文主要分析了空心钢管和FRP（纤维增强聚合物）加强空心钢构件在跨中横向冲击荷载作用下一系列实验的结果。总共对14根（2根对照管和12根加强钢管）中等规模试件进行了试验，以研究FRP包裹在落锤冲击作用下对加固构件整体和局部变形能力的影响。试验结果指出较对照的结构钢管而言，FRP增强管通过提高侧向抗冲击能力，使侧向位移减少了29%。在基于结构效应和破坏行为的影响对FRP材料类型，碳纤维复合材料的方向和厚度，有效的捆绑长度做了研究。结果证明FRP材料在空心构件上的应用，在纵向方向上能够有效控制整体变形，在环向上则能有效地减少局部変形。DOI: 10.1061/(ASCE)CC.1943-5614.0000801.
关键字：碳纤维增强聚合物 ；空心结构构件；钢管；侧向影响；速度
介绍
近些年来，建筑物在冲击和爆炸荷载作用下的破坏风险由于日益增加的交通事故和在全世界范围内恐怖袭击而迅速增大。圆形空心截面钢管构件作为一个非常适用的选择不仅可以用作结构柱，而且还可以用于其他形式的结构部件，例如梁，公路护栏中的水平构件，海上结构的护套腿和支撑以及公用事业输电塔，以及用于美学目的，轴向力是非常低或者可以忽略不计。作用在这些构件上的横向冲击力预计来自车辆/船只的冲击，爆炸性袭击，或者来自于飞行碎片。如果不是为了抵抗横向冲击载荷而设计的，这些管状构件可能会如在先前的研究中所报告的那样，容易受到横向撞击的影响。通过焊接额外的金属板加强金属构件是一个耗时的过程，并且将增大现有结构的静载荷。这也会增加在恶劣环境下由腐蚀导致的钢材损坏的几率。因此，需要确定一种避免所有上述困难的可持续替代性加强技术，以最大限度地减少由于动态原因造成的结构损伤和人员伤亡。
1Ph.D. Student, School of Civil Engineering and Built Environment, Science and Engineering Faculty, Queensland Univ. of Technology, 2 George St., Brisbane, QLD 4000, Australia. E-mail: mdiftekharul. alam@hdr.qut.edu.au
2Lecturer in Civil Engineering, School of Civil Engineering and Built Environment, Science and Engineering Faculty, Queensland Univ. of Tech-nology, 2 George St., Brisbane, QLD 4000, Australia (corresponding author). E-mail: sabrina.fawzia@qut.edu.au
3Professor, Dept. of Civil Engineering, Monash Univ., Clayton, VIC 3800, Australia. E-mail: ZXL@monash.edu
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