实腹式GFRP管—钢管—异强混凝土组合短柱轴压性能

摘要：

为研究实腹式GFRP管—钢管—混凝土(GCTC)组合柱的轴压性能,以试件的长细比(λ)、核心和夹层混凝土轴心抗压强度(fci、fco)、GFRP管直径(Dfrp)、厚度(tfrp)、纤维层数(n)、纤维缠绕角度(θ)和钢管抗拉强度(fyk)、壁厚(ts)和直径(Ds)为控制参数,设计31根GCTC组合短柱试件.采用FORTRAN语言编写UMAT子程序,定义各向异性的GFRP管纤维材料属性,引入ABAQUS有限元软件完成组合短柱试件的有限元建模.通过5根类似试验试件模拟分析,获得荷载—轴向应变曲线和环向应变—轴向应变曲线,与试验结果对比吻合较好.对31根GCTC组合短柱进行扩展参数分析,考察不同参数对组合短柱轴压承载力及极限位移的影响规律,引入双重组合约束效应系数(ξi、ξo),采用1stOpt软件统计回归GCTC组合短柱轴压承载力计算表达式,给出足尺组合柱的设计建议.结果表明:随试件Dfrp、tfrp、fci和n增加,GCTC组合短柱的轴压承载力显著提高,随试件 λ增加,GCTC组合短柱轴压承载力逐渐降低;随试件tfrp、θ和n增加,GCTC组合短柱的极限位移明显提高,随试件Dfrp增加,GCTC组合短柱极限位移逐渐减小.所有试件表现较优越的承载能力和整体外鼓的破坏形态.该结果为新型组合柱在实际工程中推广应用奠定基础.

关键词：GFRP、GCTC组合短柱、ABAQUS、FORTRAN、轴压承载力、实腹式

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分类号：TU398.9(建筑结构)

资助基金：国家自然科学基金项目;黑龙江省领军人才梯队后备带头人资助项目;哈尔滨工业大学结构灾变与控制教育部重点实验室开放基金项目;黑龙江省教育厅科研专项;东北石油大学研究生创新科研项目

在线出版日期：2020-07-28（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共12页

页码：107-118