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近日，合肥工業(yè)大學土木與水利工程學院王靜峰教授課題組在碳纖維復(fù)材組合結(jié)構(gòu)領(lǐng)域取得研究進展，其論文Performance and design of partially CFRP-jacketed circular CFT column under eccentric compression發(fā)表在國際期刊Journal of Constructional Steel Research上，并被國際著名工程學科技網(wǎng)站Advances In Engineering（簡稱AIE）作為關(guān)鍵科學文章進行了專題報道。土木與水利工程學院2016級博士生沈奇罕為論文作者，王靜峰教授為通訊作者。
碳纖維及其復(fù)合材料是一類具有重大戰(zhàn)略意義的高性能新型材料，在航空航天宇宙空間事業(yè)、海洋開發(fā)以及土木、機械、運輸?shù)裙こ坦I(yè)領(lǐng)域有著廣泛應(yīng)用，特別是在建筑結(jié)構(gòu)、道路交通和海洋工程中具有巨大的性能優(yōu)勢和應(yīng)用潛力。然而，碳纖維在建筑結(jié)構(gòu)中使用至今仍面臨著如碳纖維布界面粘結(jié)強度、提升效果和混凝土約束特性影響等一些關(guān)鍵難題。如何揭示結(jié)構(gòu)構(gòu)件在碳纖維復(fù)材的不同布置方式下的約束機理，對性能化設(shè)計和應(yīng)用具有重要意義。
王靜峰教授課題組通過開展21根碳纖維間隔包裹圓鋼管混凝土柱的偏壓性能試驗，研究了不同材料強度和碳纖維復(fù)材布置對鋼管混凝土柱的破壞形態(tài)、承載力和延性等約束效果影響?；谟邢拊ń⒘丝紤]碳纖維斷裂失效特性和混凝土約束狀態(tài)分區(qū)的理論分析模型，用試驗結(jié)果驗證了分析模型的準確性。研究對碳纖維的側(cè)向包裹工作機制、約束應(yīng)力三維傳遞機理以及混凝土約束狀態(tài)分布規(guī)律進行了深入的分析和闡釋，提出了碳纖維復(fù)材在受壓構(gòu)件中的優(yōu)化布置方法，建立了碳纖維復(fù)材環(huán)向約束鋼管混凝土受壓構(gòu)件的計算方法。研究發(fā)現(xiàn)，環(huán)向布置碳纖維復(fù)材與鋼管混凝土受壓柱的協(xié)同工作性能良好，碳纖維復(fù)材顯著提高了鋼管混凝土柱的受壓承載力，且限制了鋼管向外屈曲，提升了構(gòu)件變形能力。該研究成果對碳纖維復(fù)材在建筑工程中的發(fā)展和應(yīng)用具有指導(dǎo)性意義，受到美國、英國和澳大利亞等國際著名學者的一致好評。
近年來，王靜峰教授課題組連續(xù)在土木工程領(lǐng)域Thin-Walled Structures、Engineering Structures、Journal of Constructional Steel Research等多本國際著名期刊上發(fā)表了涵蓋鋼結(jié)構(gòu)與組合結(jié)構(gòu)、智能建造和建筑工業(yè)化、工程結(jié)構(gòu)抗震減震等方向的重要研究成果60余篇，研究成果被廣泛應(yīng)用于實際工程。
Advances in Engineering于2005年在加拿大成立，其主要目的是及時快速地報道重要的科學研究成果和創(chuàng)新技術(shù)。AIE所報道的論文由國際專家顧問組選出，方向包括材料、化學、電子、機械、土木、生物醫(yī)學工程以及通用工程，中選率為以上領(lǐng)域發(fā)表論文總數(shù)的1‰。AIE擁有廣泛的讀者群，每月閱讀量高達85萬次，除受到主要研究機構(gòu)的關(guān)注外，還被排名前50位的工程公司所鏈接，用于跟蹤新突破性科技進展。
該項工作得到了教育部新世紀優(yōu)秀人才支持計劃項目資助。
Advances in Engineering（AIE）報道原文鏈接：https://advanceseng.com/performance-design-partially-cfrp-jacketed-circular-cft-column-eccentric-compression/
相關(guān)文章連接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0143974X19311393
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