考虑尺寸效应的FRP约束混凝土轴压圆柱的本构模型和变参数研究

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发布时间：2021-09-28

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考虑尺寸效应的 FRP约束混凝土轴压圆柱的
本构模型和变参数研究
龙跃凌。卜方坛。黄启山
(1．广东工业大学土木与交通工程学院，广东广州 510006；2．华南理工大学建筑学院，广东广州 510641)
摘要：在现有标准试件的FRP约束混凝土本构模型基础上，提出了考虑尺寸效应的 FRP约束混凝土轴压圆柱的本构模型。应
用该模型对国内外大量不同尺寸的 FRP约束混凝土轴压圆柱试件进行计算，计算曲线与试验曲线比较，结果整体吻合良好。表
明所提出的本构模型不仅能考虑尺寸效应的影响，还对不同材质的FRP约束混凝土具有较好适用性。最后应用所提出的本构模
型进行变参数研究。研究表明，在约束应力相同时，随试件尺寸增大，FRP约束混凝土轴压圆柱极限应力和极限压应变均下降。
其下降幅度，随混凝土强度减少而增加。即FRP约束普通混凝土的尺寸效应较 FRP约束高强混凝土明显。另外，混凝土强度相
同时，约束应力较大(强约束)的 FRP约束混凝土的尺寸效应比约束应力较小(弱约束)的FRP约束混凝土小。
关键词：FRP；本构模型；尺寸效应
中图分类号：TU528．01 文献标志码：A 文章编号：i002—3550(2016)01—0088—05
Constitutive model for axially—loaded FRP confined concrete columns including size effects and parametric study
LONG Yueling ，BUFangmn ，HUANG Qishan
(1．School of Civil and Transportation Engineering，Guangdong University of Technology，Guangzhou 5 10006，China；
2．School of Architecture，South China University of Technology，Guangzhou 510641，China)
Abstract：Based on the available constitutive model for axially—loaded standard FlIP confined concrete columns，a constitutive model
for axially—loaded FRP confined concrete columns including size effects was proposed．The proposed m odel was applied in com pumtions fo r a large number of axially— loaded FRP confined concrete columns in various sizes．Comparisons between the curves by the pro—
posed model and experimental ones show a good agreem ent．It shows the size effects can be considered in the proposed m odel and the
m odel is appropriate fo r concrete confined by various FRPs．Finally，a parame~ c study based on the proposed m odel was carried out．Re·
suits show both the ultimate strength and the ultimate strain of axially—loaded FRP confined concrete column s decrease with the size in—
creasing when th e confining stresses are th e sam e．Furthermore，th e decrease is m ore obvious for lower strength concrete．Namely，the
size effects of FRP confined norm al—strength concrete are larger than those of FRP confined high —strength concrete．In addition，the
size effects of FRP confined concrete under large confining stresses are smaller th an those of FRP confined concrete under small confi—
ning stresses when the concrete strength is th e salne．
Key WOrds：FRP；constitutive model；size effect
0 引言
近年来，FRP约束混凝土的力学性能的相关研究成为
混凝土研究的热点之一。国内外的相关研究主要集中在
FRP约束混凝土力学性能的试验研究，并在试验研究的基
础上建立了 FRP约束混凝土本构模型。然而，上述本
构模型都是基于标准尺寸试件，并没有考虑尺寸效应的影
响。本试验在现有标准试件的 FRP约束混凝土本构模型
基础上，对其进行修正，提出了能考虑尺寸效应的 FRP约
束{昆凝土轴压圆柱的本构模型。
1 现有标准试件的 FRP约束混凝土本构模型
目前，FRP约束混凝土本构模型主要有以下几种：(1)
Mirmiran和 Shahawy模型；(2)Spoelstra和 Mont模
型；(3)Chun和 Park模型；(4)Binici模型；(5)
Teng模型；(6)Fam 和 Rizkalla模型；(7)Harries和
Kharel模型；(8)Marques模型。
以上模型均基于直径为 150 rnrn、高 300 mm 的标准圆
柱体试件试验数据建立，即没有考虑尺寸效应的影响。先
前研究表明，Teng模型能更好的反映 FRP约束混凝土的
轴压性能，在现有模型中与标准圆柱体试件数据稳合最好。