UHPC中空柱轴心受压性能有限元分析

徐周浩, 谢青海, 文哲鸣, 曾杰, 李泽祥

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江苏海洋大学学报(自然科学版) ›› 2024, Vol. 33 ›› Issue (04) : 94-101.

UHPC中空柱轴心受压性能有限元分析

  • 徐周浩, 谢青海, 文哲鸣, 曾杰, 李泽祥
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摘要

为研究超高性能混凝土(ultra-high performance concrete, UHPC)中空柱在轴压下的极限承载力及其影响因素,设计了不同的壁厚、混凝土强度、纵筋配置以及箍筋间距的90个UHPC中空柱模型,开展轴心受压承载力研究。基于有限元模拟软件(ABAQUS)的数值仿真分析,采用控制变量法研究各因素对UHPC中空柱受压承载力的影响。研究结果表明:减小宽厚比、增加混凝土强度,可以显著提高UHPC中空柱的受压承载力;增加纵筋配筋率和配箍率,可以略微提高UHPC中空柱的受压承载力。其中,纵筋配筋率对承载力的影响略高于配箍率。此外,将9个UHPC中空柱的角部纵筋替换为玄武岩纤维增强复合材料(basalt fiber reinforced polymer, BFRP)筋后,前期刚度和受压承载力略有下降。基于受压承载力有限元分析结果,提出了UHPC中空柱的受压承载力简化计算公式,81个有限元模型的模拟值和公式计算值之比大多控制在2%误差内,有限元验证用的6个试验值与公式计算值控制在10%误差内。说明该公式具有较高精度,可为该结构构件的设计提供参考。

关键词

UHPC中空柱 / 有限元分析 / 轴压性能 / 极限承载力 / 简化计算模型

中图分类号

TU37

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徐周浩, 谢青海, 文哲鸣, 曾杰, 李泽祥. UHPC中空柱轴心受压性能有限元分析. 江苏海洋大学学报(自然科学版). 2024, 33(04): 94-101

基金

国家自然科学基金资助项目(52378179); 中国博士后科学基金资助项目(2020M681390); 江苏省自然科学基金资助项目(BK20210925)

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