纤维缠绕GFRP管约束混凝土的轴压性能与设计模型

来源：复合材料学报杂志2024年第8期北京时间：

作者：叶晗晖, 徐声亮, 茅鸣, 布占宇,

摘要：设计制作了18组54个纤维缠绕玻璃纤维增强复合材料(GFRP)管约束混凝土圆柱试件，参数包括纤维层数(6、10)、纤维角度( \pm 45^\circ 、 \pm 60^\circ 、 \pm 80^\circ )、长细比(2、4)和受压截面(全截面、核心混凝土)，基于轴心受压试验结果，提出了依据纤维角度的面向设计的峰值应力预测模型。研究结果表明：GFRP管可有效提高约束试件的强度和延性。试件的峰值强度随着纤维角度和层数的增大而增大，长细比大的试件峰值强度的提升幅度更大，全截面受压会对约束试件的环向性能造成不利的影响。约束模式主要由纤维角度决定，其中 \pm 60^\circ 和 \pm 80^\circ 角度的试件为强约束，呈脆性破坏， \pm 45^\circ 角度的试件为弱约束，呈延性破坏。通过研究峰值强度与有效约束强度之间的数学关系，所得到的面向设计的简化模型，对于求解不同纤维角度试件的峰值强度具有足够的精度，可为相关的工程实际应用提供参考。

关键词：GFRP管, 约束混凝土, 纤维角度, 轴压性能, 约束模式, 设计模型,