内置GFRP管提升钢管混凝土短柱轴压性能：ABAQUS模拟研究

内置GFRP管钢管混凝土短柱是一种创新的结构形式，其在建筑工程中的应用越来越广泛。本文由石起振、王来贵、吕学涛和巩玉发四位学者合作，针对内置玻璃纤维增强塑料(GFRP)管的直径、纤维缠绕角度、外钢管的厚度以及核心混凝土和环形混凝土的强度等级等关键参数，对这种结构的极限承载力和延性进行了深入的轴压力学分析。他们利用ABAQUS这一强大的有限元分析软件进行数值模拟，通过对实验数据的比较，结果显示模拟值与实际试验结果有良好的一致性。 研究表明，内置GFRP管的存在显著增强了核心混凝土的约束作用，使得组合短柱的力学性能得到了显著提升。相较于传统的圆钢管混凝土短柱，内置GFRP管的组合结构在承受轴向压力时表现出更好的稳定性和耐久性。其中，GFRP管的直径、外钢管的厚度增加以及混凝土强度等级提高都会直接导致抗压承载力的提升，而且这种影响是明显的。然而，纤维缠绕角度对承载力和延性的影响相对较小，这表明在设计时可以灵活调整该参数，以平衡成本和性能之间的关系。 此外，文章还强调了数值模拟的重要性，它能够提供精确的力学行为预测，对于优化设计、施工过程控制以及结构安全评估具有重要意义。这项研究不仅为内置GFRP管钢管混凝土短柱的设计提供了理论依据，也为类似复合材料在混凝土结构中的应用提供了新的思路和参考。 总结来说，这篇论文深入探讨了内置GFRP管对钢管混凝土短柱性能的优化作用，展示了通过数值模拟进行结构性能分析的实用性和有效性，对于提高建筑工程中的结构设计效率和安全性具有实际价值。对于从事混凝土结构和钢结构研究的专业人员，以及对新材料应用感兴趣的工程师来说，这篇文章是一份重要的参考资料。