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FRP钢管混凝土柱是由钢管混凝土与其外部按不同形式包裹的FRP片材组合而成的一种复合结构。与传统的钢管混凝土柱相比,FRP钢管混凝土柱在力学与结构性能上具有更多的优点,它能够提高钢管对混凝土的紧箍力和钢管的抗屈曲能力,同时降低了材料成本,尤其是它的承载力强和韧性好,更奠定了它广泛的应用前景。
冲击性能是目前在国内外工程领域经常遇到并重点研究的问题之一。冲击是一种复杂的动态响应问题,游憩是对FRP钢管混凝土柱复合结构进行冲击性能的分析与量测一直是难点问题。因此对FRP钢管混凝土柱冲击性能研究具有重要的理论和工程意义。
本文首先对FRP钢管混凝土柱冲击性能所研究背景进行了介绍。然后通过对冲击动力学一般分析方法的阐述,系统的归纳了冲击动力学的理论知识。采用大型有限元软件ABAQUS的Explicit求解器,以侧向冲击CFRP和GFRP钢管混凝土柱为分析对象建立有限元模型,通过对FRP种类、层数、包裹形式以及钢管的厚度等不同的冲击力工况进行模拟,得出不同因素对FRP钢管混凝土柱抗冲击性能的影响。为了验证本文研究方法和模拟策略的正确性,将素钢管混凝土试件的模拟结果与实验数据进行了比较,表明了FRP的应用可以有效地改善钢管混凝土的抗冲击性能,其中CFRP的加固效果尤为显著。