圆FRP-混凝土-碳素钢管轴压短柱试验研究及有限元模拟

对9根圆FRP-混凝土-碳素钢管短柱开展了轴压试验,构件仅改变外包FRP层数。经过试验,获得了构件的整体破坏模态和载荷-位移曲线。通过ABAQUS对构件展开模拟,首先仅改变构件外包FRP的层数,模拟的结果与轴压结果吻合得较好。分析结果表明,所有构件均表现出脆性破坏性质,在试验范围内随着构件FRP层数的增加,其极限载荷大幅增大;载荷-位移曲线均具有弹性段、弹塑性段和下降段。端板对构件极限载荷的作用不大,但对构件的最后破坏部位有极大影响。接着又通过建模分别分析了空心率、混凝土的强度级别和内管径厚比对构件极限载荷的作用。只改变构件的单一因素,通过分析可知:当空心率增长时,构件极限载荷逐渐减小;当混凝土的强度级别增长时,构件极限载荷呈较小增长趋势;当内管径厚比增加时,构件极限载荷缓慢降低。通过对比可得FRP层数对构件极限荷载的影响最大,内管径厚比的影响最小。

圆CFRP-钢管混凝土轴压短柱荷载-变形关系分析

目的深入了解圆CFRP-钢管混凝土轴压短柱的静力性能.方法以试验研究为基础,依据圆CFRP-钢管约束混凝土在轴压力作用下的应力-应变关系,采用纤维模型法模拟圆CFRP-钢管混凝土轴压短柱的荷载-变形关系;分析了钢管约束效应系数和CFRP筒约束效应系数对圆CFRP-钢管混凝土轴压短柱力学性能的影响.结果计算值与试验值吻合良好且偏于安全.结论总结了典型的圆CFRP-钢管混凝土轴压短柱荷载-变形关系曲线特点,该曲线可以分为4阶段:弹性阶段、弹塑性阶段、塑性增强阶段和软化阶段;该方法也可用于圆钢管混凝土轴压短柱的荷载-变形关系分析.

圆锥形中空钢管-钢筋混凝土叠合短柱轴压力学性能研究

该文利用有限元软件ABAQUS建立了圆锥形中空钢管-钢筋混凝土叠合短柱轴压力学性能分析的有限元计算模型,并进行了12个圆锥形中空钢管-钢筋混凝土叠合短柱轴压试验。有限元计算与试验所得的荷载-位移全过程曲线及破坏形态吻合较好。在此基础上对内钢管与混凝土之间的相互作用进行了分析,并对锥度、材料强度、空心率、配筋率等参数对轴压时叠合短柱初始刚度、极限承载力及荷载-位移曲线的影响进行了比较。

矩形纤维增强复材-混凝土-钢组合空心柱的轴压试验研究

纤维增强复材-混凝土-钢组合空心柱是一种由纤维增强复材(FRP)外管,钢内管以及两者之间填充的混凝土组成的新型空心构件。现有研究表明:该组合空心柱具有优越的延性和抗震性能,特别适用于恶劣腐蚀环境下的受压构件,如空心桥墩等。鉴于目前关于矩形FRP-混凝土-钢组合空心柱的研究极少,通过对8个大尺寸矩形FRP-混凝土-钢组合空心柱的轴压试验,研究矩形截面长、短边比,矩形空心柱的空心面积率和FRP管厚度的影响。作为对比,同时进行了4个大尺寸矩形FRP约束混凝土柱的轴压试验。结果表明:对于矩形组合空心柱,较大的截面长、短边比并不会降低对混凝土的约束作用;恰恰相反,较大的截面长、短边比提高了约束混凝土的极限应力和延性;矩形组合空心柱的混凝土受到钢管和FRP管的共同约束,表现出了很好的延性;相比矩形FRP约束实心混凝土柱,内部空心的存在并没有降低约束混凝土的极限应力和极限应变。