实腹式GFRP管—钢管—异强混凝土组合短柱轴压性能

• 作者: 于殿友 刘迎春 姜良芹 宋占峰 张云峰 滕振超 计静
• 来源期刊: 东北石油大学学报
• 学科: 工学
• 关键词: GFRP GCTC组合短柱 ABAQUS FORTRAN 轴压承载力 实腹式
• 年，卷（期）: 2020,（3）
• 所属期刊栏目: 建筑科学
• 页码范围: 107-118
• 页数: 12页
• 分类号: TU398.9
• 字数: 8107字
• 语种: 中文
• DOI: 10.3969/j.issn.2095-4107.2020.03.011

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.