GFRP管钢筋混凝土柱轴心受压有限元分析

利用大型有限元软件ABAQUS对GFRP管钢筋混凝土柱承受轴心压力情况进行有限元分析。选取GFRP管、钢筋和混凝土合理的本构关系,通过网格划分、定义边界条件和收敛准则建立分析模型,并对比相关试验验证该分析模型的正确性。利用该模型分析GFRP管钢筋混凝土柱轴心受压的受力性能,并讨论了相关参数对承载力的影响。     

GFRP套管钢筋混凝土偏心受压柱受力性能数值分析

采用有限元分析软件ANSYS,针对GFRP套管钢筋混凝土偏心受压柱的受力性能问题,进行了非线性数值模拟,计算值与试验值吻合较好。结果表明,论文所建立的三维有限元模型是有效的。利用该模型,对GFRP套管钢筋混凝土偏心受压柱受力机理以及套管厚度、偏心距、长细比、纵向配筋率等因素对构件受力性能的影响进行分析。     

GFRP套管钢筋混凝土轴心受压柱受力性能数值分析

利用有限元分析软件ANSYS,采用数值模拟的方法对GFRP套管钢筋混凝土轴心受压柱的受力性能进行了分析,分析结果与试验结果吻合较好,证明所建立的三维有限元模型是有效的。利用该模型,对GFRP套管钢筋混凝土轴心受压柱进行了受力机理分析以及套管厚度、混凝土强度、长细比等因素对构件受力性能的影响。分析结果表明,合理地选择数值模拟分析模型,并选择合适的参数,可以较好地预测轴压下GFRP套管钢筋混凝土柱的力学性能。     

中空GFRP管钢筋混凝土柱力学性能研究

GFRP管钢筋混凝土柱作为一种新型的组合结构构件,近来成为专家学者研究的热点。通过对不同中空率的GFRP管钢筋混凝土柱进行轴压性能试验和有限元数值模拟分析,研究不同中空率下混凝土柱的基本力学性能,结果表明:随着中空率的增大,GFRP管钢筋混凝土柱的承载力降低;在考虑发挥GFRP管钢筋混凝土组合柱的优点时,中空率取0.367~0.533区段,组合柱的力学性能较为合理。研究成果可为相关研究及工程实际应用提供参考。     

聚氯乙烯-纤维增强材料管钢筋混凝土短柱的偏压有限元分析

在试验研究基础上,利用有限元软件ABAQUS,选取碳纤维增强材料CFRP、聚氯乙烯PVC管、钢筋及混凝土合理的本构关系,对有限元模型单元进行网格划分,将边界条件和荷载施加到有限元模型上,选择合适加载方式、定义收敛准则,建立PVC-FRP管钢筋混凝土柱有限元分析模型,并验证该分析模型的正确性。利用该模型分析偏压PVC-FRP管钢筋混凝土柱的受力性能,揭示FRP条带、PVC管和混凝土在受荷过程中的工作机理。     

GFRP管型钢再生混凝土组合柱轴压性能试验及数值分析

为研究玻璃纤维(GFRP)管型钢再生混凝土组合柱的轴心受压性能,进行了11根GFRP管型钢再生混凝土组合柱轴压试验研究,重点分析了组合柱的破坏形态和荷载-位移曲线等。在此基础上,利用ABAQUS有限元软件对轴压荷载作用下GFRP管型钢再生混凝土组合柱的受力性能进行有限元分析,确定GFRP管、型钢以及再生混凝土的本构模型,建立组合柱有限元模型,获取该组合柱的破坏形态及应力云图,并验证数值模拟结果的合理性,主要分析设计参数对组合柱轴压性能的影响。结果表明:计算荷载-变形曲线与试验结果良好吻合,建立的有限元模型可用于模拟GFRP管型钢再生混凝土组合柱轴压性能。组合柱的轴压承载力随着再生骨料取代率和组合柱长细比的增大而逐渐降低,而随着配钢率和再生混凝土强度的增大而增大;增大配钢率对于提高组合柱的变形能力是有利的;此外,GFRP管型钢再生混凝土组合柱具有承载力高的优势,研究结果可为该新型组合柱的工程应用提供技术支持。     

GFRP套管钢筋混凝土柱力学性能试验研究

为了GFRP套管钢筋混凝土柱进一步的理论研究和相应技术标准的制订,本文制作2组共15根GFRP套管钢筋混凝土柱试件,进行轴压下套管钢筋混凝土长柱力学性能的试验研究和偏心受压下套管钢筋混凝土组合柱力学性能试验研究,得出了试件破坏特征、荷载-侧向挠度关系、极限承载力变化等因素的试验数据及分析结论。     

GFRP管劲性钢筋混凝土组合柱轴心抗压承载力计算

通过8根组合柱的试验,分析了影响GFRP管劲性钢筋混凝土组合柱的轴心受压承载力主要因素。试验结果表明,组合柱的承载力随着GFRP管壁厚度的增加而提高;内部型钢约束混凝土并与钢筋共同承担一定荷载,提高了组合柱的承载力。基于极限平衡理论和统一理论,分别建立了GFRP管劲性钢筋混凝土组合柱和GFRP管钢筋混凝土组合柱的轴压承载力计算公式,计算结果与试验结果吻合良好。统一理论的计算结果与试验结果更为接近,且计算公式简单。     

GFRP套管钢筋混凝土短柱轴压力学性能试验研究

为研究GFRP套管钢筋混凝土短柱的轴压力学性能,进行了22个GFRP套管钢筋混凝土短柱和6个无GFRP套管约束的钢筋混凝土短柱对比试验。研究了影响GFRP套管钢筋混凝土组合短柱轴压力学性能的主要因素,包括GFRP套管不同的受力方式、混凝土强度、纵筋配筋率等。试验结果表明:由于GFRP套管的约束,提高了核心混凝土的强度,增大了核心混凝土的变形能力;GFRP套管在不同的受力方式下,组合短柱的轴压承载力和变形基本相同;GFRP套管内配置纵筋可提高GFRP套管混凝土短柱的轴压承载力,适当提高纵筋配筋率可改善短柱的延性。根据试验结果及现有FRP管约束混凝土轴心抗压强度计算公式,建议了GFRP套管钢筋混凝土短柱承载力计算公式,计算结果与试验结果基本吻合。     

GFRP管约束混凝土短柱滞回性能的有限元分析

利用有限元软件ABAQUS建立了GFRP管约束混凝土短柱的有限元模型,得到了有无GFRP管约束混凝土柱、轴压比、管壁厚度、长细比、混凝土强度等级等不同因素对构件滞回性能的影响规律。研究表明:GFRP管改善了核心混凝土的强度和变形能力,提高了柱的延性和耗能能力,抗震性能明显提高。     

GFRP管钢筋混凝土短柱力学性能研究

为研究GFRP管钢筋混凝土短柱的力学性能,对14根GFRP管钢筋混凝土短柱和2根无套管短柱进行轴压试验,通过试验,分析了影响套管钢筋混凝土短柱的部分因素,试验结果表明：对于在不同受力方式下的试件,其承载力与变形能力都基本相同;GFRP管有很强的约束能力,由于GFRP管的约束,使得混凝土的强度得到明显的提高,变形能力也得到明显的增加;对于配置有纵筋的试件,既可以提高试件的承载力,又可以避免核心混凝土发生剪切破坏。     

玻璃纤维增强套管钢筋混凝土组合柱偏压承载力计算

对9根不同长细比和6根不同偏心距的玻璃纤维增强(GFRP)套管钢筋混凝土组合柱进行试验研究。试验结果显示:偏心距和长细比对GFRP套管钢筋混凝土组合柱的力学性能有很大的影响。随着偏心距的增大,试件的破坏形态逐渐由压缩破坏向拉伸破坏转变;随长细比的增大,试件的破坏形态则由材料破坏向失稳破坏过渡。试件的极限承载力亦随偏心距和长细比的增大而降低,但降低的幅度变缓。在试验的基础上,对试验数据进行统计回归,得到GFRP套管钢筋混凝土组合柱的长细比折减系数和偏心距折减系数,进而得到轴压组合长柱及偏压柱的承载力计算公式。按建议的组合柱承载力计算公式计算的结果与前人文献中的试验结果吻合较好,说明本文建议的组合柱承载力公式有一定的实际意义。     

浸泡环境下GFRP管混凝土短柱轴压承载力的理论分析和试验研究

提出了基于Tsai-Hill各项正交异性板屈服准则的GFRP管屈服准则,并基于此推导出室温、水浸泡、海水浸泡环境下GFRP管混凝土短柱轴压极限承载力计算公式。通过6根GFRP管混凝土短柱轴压试验和21根有限元数值构件,验证理论计算公式的准确性,并进一步分析水、海水浸泡环境对GFRP管混凝土短柱轴压性能的影响。研究结果表明:基于GFRP管屈服准则建立的室温、水浸泡、海水浸泡环境下GFRP管混凝土轴压承载力计算公式可用于计算各环境下由GFRP管约束混凝土柱的轴压极限承载力。理论计算值与数值模拟值、试验值吻合较好。水、海水浸泡环境对GFRP管混凝土短柱的极限承载力以及变形性能都有影响     

GFRP管混凝土组合长柱的抗震性能研究

GFRP管混凝土组合长柱因其经济性和耐久性良好,与其相关的研究与应用日渐广泛,但对GFRP管混凝土组合长柱的研究较少。通过对此种构件进行低周往复荷载作用下荷载变形特性的试验研究与有限元数值分析,揭示不同组合形式的GFRP混凝土组合长柱的抗震性能,研究结果表明:GFRP管的约束会显著增加组合长柱的极限变形能力和极限承载能力,且随长细比的增大,这种增强作用随之下降;GFRP管的缠绕方式也会对长柱的轴向承载能力和变形刚度产生影响。     

钢管/GFRP管约束再生混凝土柱偏心受压试验

以再生粗骨料取代率和膨胀剂掺量为参数,完成了4个钢管约束和4个玻璃纤维增强塑料（GFRP）约束再生混凝土柱试件的偏心受压试验,对钢管约束和GFRP管约束再生混凝土试件的极限荷载和轴向变形进行了对比分析,并对试件的极限荷载试验值与计算值进行了对比。结果表明:100%再生粗骨料取代率再生混凝土试件的极限荷载比普通混凝土试件低,混凝土强度相同时,GFRP管约束再生混凝土试件偏心受压极限荷载比钢管约束试件低;膨胀剂可以提高钢管和GFRP管约束试件的偏心受压极限荷载,并且对GFRP管约束试件作用更为显著;GFRP管约束试件的变形能力比钢管约束试件大,100%再生粗骨料取代率再生混凝土试件的变形能力比普通混凝土试件大。     

GFRP管约束钢管混凝土加劲混合柱轴压力学性能试验研究

为改善钢管混凝土加劲混合构件因外围钢筋混凝土与核心钢管混凝土的性能差异较大,无法协同工作至破坏的缺点,提出了一种新型组合构件：GFRP管约束钢管混凝土加劲混合柱(FCECFST),将其与普通钢管混凝土加劲混合柱(CECFST)、钢管混凝土柱、GFRP管约束钢筋混凝土柱进行轴压试验对比,分析4种不同组合构件的力学性能和破坏形式。结果表明：在GFRP管约束下,FCECFST承载力比CECFST提高9.6%,延性系数提高295.5%;加载后期GFRP管有效限制了钢筋混凝土和钢管混凝土的横向变形,试件承载力出现二次强化,荷载可以达到第二次峰值,构件各部分能够协同工作至破坏。     

GFRP管混凝土组合短柱轴压力学性能模拟分析

为研究耐腐蚀的玻璃纤维增强复合材料约束混凝土组合结构轴压力学性能,通过ABAQUS软件对GFRP管约束混凝土短柱进行有限元模拟分析,研究影响GFRP约束混凝土组合短柱轴压性能的因素,包括组合柱高径比、GFRP管壁厚、GFRP管不同的受力方式.结果表明:随着高径比的增加,组合柱的极限承载力会降低;随着GFRP管壁厚的增加,组合柱的极限承载力会大幅提高;而GFRP管不同受力方式对组合柱的影响不大.     

基于OpenSees的RC柱数值模拟与验证

利用Open Sees有限元分析软件对已有的钢筋混凝土柱低周往复试验进行数值模拟,选择不同轴压比和不同配箍特征值的钢筋混凝土柱,将数值模拟结果和试验结果进行对比分析,最终得到采用Open Sees有限元分析软件模拟钢筋混凝土柱时,材料模型和分析模型的适用性。为钢筋混凝土构件数值模拟提供一定的参考依据。     

GFRP约束玄武岩纤维钢筋混凝土柱偏压性能数值分析

使用有限元软件ABAQUS建立了玻璃纤维增强复合材料（Glass fiber reinforce polymer,简称GFRP）约束玄武岩纤维钢筋混凝土柱的偏心受压数值分析模型,借助其二次开发功能,编写了Python脚本,建立了玄武岩纤维在核心混凝土内部空间的随机分布模型。使用已有文献的13个试件试验数据验证了模型的合理性与正确性,结果表明：该模型可以有效模拟玄武岩纤维随机分布对试件偏压承载力的影响,同时可以有效反映试件偏压下的受力情况,得到的试件极限承载力、荷载-应变曲线和荷载-跨中挠度曲线与试验结果吻合良好。在此基础上对玄武岩纤维体积率、偏心距和长细比对组合柱偏压性能的影响进行分析,结果表明：随偏心距或长细比的增大,试件偏压刚度和极限承载力均逐渐减小,玄武岩纤维的掺入可以有效限制核心混凝土裂缝的拓展,增大试件破坏时的侧向挠度,但过高的玄武岩纤维含量会导致组合柱极限承载力的小幅下降。     

GFRP管混凝土组合长柱的轴心受压特性研究

GFRP管混凝土组合柱因其经济性和耐久性可适应较恶劣的环境,但目前对GFRP管混凝土组合长柱的研究较少。通过对这种组合长柱试件进行轴心受压试验与有限元数值分析,揭示不同组合形式对其受力性能的影响。结果表明,GFRP管的约束会明显提高组合长柱试件的极限承载能力,且随长细比的增大,承载力的提高幅度下降;GFRP管的纤维缠绕角度也会对组合长柱试件的轴向承载能力和变形刚度产生影响。