CFRP圆管增强方钢管高强混凝土受弯构件的有限元分析

"内置CFRP圆管的方钢管高强混凝土受弯构件力学性能的有限元分析 (2012年) - 沈阳建筑大学学报(自然科学版)" 本文是一篇自然科学领域的学术论文，主要探讨了配置率和含钢率对方钢管内部嵌入碳纤维增强塑料(CFRP)圆管的高强混凝土受弯构件力学性能的影响。作者采用了数值分析的方法，利用有限元软件ABAQUS进行模拟对比分析，旨在为实验研究提供理论支持。 在分析过程中，研究人员对比了9个内置CFRP圆管的方钢管高强混凝土受弯构件与3个普通方钢管高强混凝土受弯构件的性能。结果表明，当CFRP配置率保持不变时，随着含钢率的增加，受弯构件的抗弯承载力有所提升。这意味着增加钢材含量可以提高构件的承载能力。另一方面，如果含钢率保持恒定，增加CFRP圆管的层数也会增强受弯构件的抗弯承载力，显示出CFRP在增强构件性能上的积极作用。 此外，研究还发现，内置CFRP圆管能显著提高构件的抗弯刚度。受弯构件在荷载作用下的挠度曲线呈现出沿构件长度方向的正弦半波形态，这表明CFRP圆管的存在使得构件的变形更为规律，有利于结构的稳定性。 论文得出的结论是，钢管与CFRP圆管在受弯构件中有良好的协同工作效果，内置CFRP圆管能有效改善方钢管高强混凝土受弯构件的力学性能，包括承载力和刚度。这些发现对于设计和建造更高效、更安全的工程结构具有重要意义，并为未来相关工程实践提供了理论依据。 关键词: 有限元法、受弯构件、CFRP圆管、高强混凝土、抗弯刚度 该研究对于理解CFRP在混凝土结构中的应用，以及优化高性能混凝土结构的设计具有重要价值，特别是在提高结构的承载能力和耐久性方面。通过深入研究这些因素，工程师们可以更好地预测和控制混凝土结构在承受弯曲荷载时的行为，从而实现更安全、更经济的建筑设计。