FRP管活性粉末混凝土柱抗震性能非线性分析

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本文提出了一种FRP(纤维增强复合材料)管活性粉末混凝土(RPC)柱,该类型柱融合了FRP管良好的耐腐蚀性、极强的套箍作用以及RPC活性粉末的高强度属性,具有极高的承载力和良好的抗震性能,有广泛的应用前景。鉴于此,本课题采用大型通用有限元软件ANSYS对FRP管活性粉末混凝土柱进行非线性仿真分析。首先,选取恰当的FRP管和RPC活性粉末混凝土的本构材料模型为MKIN(多线性随动强化材料模型)。然后,建立FRP管活性粉末混凝土柱的有限元模型。模型采用SOLID65实体单元,柱底部所有节点施加全自由度固定约束的固支边界条件,柱顶部耦合所有节点自由度并施加水平方向往复荷载。最后,根据轴压比、FRP管壁厚、RPC强度、柱的几何尺寸等抗震性能参数设计了19个试件,对其施加轴压荷载并进行水平往复循环加载仿真试验,获取各试件水平荷载—位移的滞回曲线,探讨这些参数对FRP管活性粉末混凝土柱抗震性能的影响规律。研究表明:(1)FRP管在整个加载过程中都能对RPC产生有效约束;(2)FRP管活性粉末混凝土柱拥有极高承载力;(3)轴压比对柱的延性和变形能力影响较大;(4)FRP管壁厚度的增加可以提升柱的承载力和延性;(5)RPC强度等级越高,柱的损坏越小,承载力越高;(6)柱半径越大,柱的承载力越大;(7)柱高度的增加使柱的损坏程度变快,抗震性能变差。
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