基于修正混凝土塑性损伤模型的大应变FRP约束混凝土有限元分析

作     者：白玉磊 杨洪龙 贾俊峰 梅世杰 BAI Yu-lei;YANG Hong-long;JIA Jun-feng;MEI Shi-jie

作者机构：北京工业大学城市与工程安全减灾教育部重点实验室北京100124 

出 版 物：《工程力学》 (Engineering Mechanics)

年 卷 期：2023年第40卷第4期

页      面：129-143页

核心收录：

学科分类：08[工学] 081402[工学-结构工程] 081304[工学-建筑技术科学] 0813[工学-建筑学] 0814[工学-土木工程] 

基　　金：国家自然科学基金项目(51778019,51978017) 北京市自然科学基金项目(8212003) 

主　　题：纤维增强聚合物(FRP) 大应变FRP 约束混凝土 混凝土塑性损伤模型 有限元分析 

摘      要：精确的有限元分析(FEA)依赖于材料的准确定义。通过编写用户子程序UMAT实现了大断裂应变纤维增强聚合物(LRS FRP)在纤维方向上拉伸特性的定义。基于Abaqus中混凝土塑性损伤模型的理论框架,提出了一种改进的混凝土塑性损伤模型用于定义LRS FRP约束混凝土的材料特性。这些改进包括:通过LRS FRP约束混凝土的实验数据校准了与屈服准则相关的参数K;硬化/软化准则与约束刚度相关;流动法则与轴向塑性应变相关。采用修改后的材料模型进行FEA,结果表明:FEA预测的应力-应变曲线与实验结果吻合。基于FEA的结果,讨论了矩形柱截面上应力分布的不均匀性,根据约束效果可分为有效约束区域和弱约束区域,且在约束有效区域上应力分布不均匀性随着截面比(长边/短边)的增加而增加。