圆FRP-混凝土-碳素钢管轴压短柱试验研究及有限元模拟

摘要

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.