利用ABAQUS有限元软件模拟双层箍筋约束圆形柱,采用混凝土损伤塑性本构模型、钢筋双折线本构模型建立了圆形柱竖向承载特性有限元模型。分别对混凝土和箍筋采用四面体单元和六面体单元划分网格,通过应变控制加载,得到模拟的双层箍筋约束混凝土圆形柱核心混凝土的应力-应变曲线、应力云图,分析了内外层箍筋对核心混凝土的约束效应。结果表明:模拟结果和试验结果的吻合性较好。

混凝土与碳纤维的热膨胀系数不同,在温差作用下,两种材料各自的自由变形受到约束,从而产生了温度应力。通常,温度应力随着温差增大而增大。应用ANSYS软件分别对降温温差30℃、40℃、50℃、60℃时碳纤维布约束混凝土的温度应力进行了分析,以期对寒冷地区用碳纤维增强复合材料加固混凝土结构时,对温度应力的控制有所帮助。

为探究芳纶纤维增强复合材料(AFRP)约束混凝土的动态冲击力学性能,采用覫100mm SHPB试验系统对C30、C40、C50三种基体强度等级的AFRP约束混凝土进行了动态冲击试验,得到了动态试验下的应力-应变曲线。试验结果表明,高应变率冲击下,AFRP约束条件显著延长了混凝土试件的弹塑性阶段,其延性、强度都有明显提高,并表现出应力率强化效应;约束层数的增加和基体混凝土强度的增大也有助于提高AFRP约束混凝土的抗冲击性能。

为研究芳纶纤维增强层复合材料(AFRP)约束层对混凝土的增强、增韧作用,以C30、C40、C50三种等级的混凝土作为基体,分别制成不同约束层数的圆柱体混凝土试件,通过静力学试验测试约束混凝土的强度和峰值应变,发现AFRP的约束可显著提高混凝土的强度和韧性,且基体强度越低增幅越明显,进一步分析表明抗压强度比、峰值应变比均与约束效应系数呈线性关系。