近日,公司张依睿老师以第一作者身份在地震工程领域国际权威期刊《Soil Dynamics and Earthquake Engineering》(中科院2区)发表了研究成果“Hysteretic model of seawater and sea sand concrete-filled FRP- steel composite tube columns considering the confinement effectiveness”(论文链接:https://doi.org/10.1016/j.soildyn.2023.108363),公司魏洋教授为通讯作者,公司为第一完成单位。研究成果得到了国家自然科学基金和江苏省重点研究计划等项目资助。
随着基础设施建设的不断推进,对逐渐短缺的传统淡水河砂的需求量迅速增加。在当今环保绿色建筑的主题下,丰富的海水海砂资源成为未来最有潜力的建筑材料来源之一,符合“海洋强国”的建设要求。然而海水海砂中存在大量氯离子,对传统钢筋混凝土产生不可逆的长期腐蚀影响,采用纤维增强聚合物(FRP)与海水海砂混凝土(SSC)组合可以有效解决该腐蚀问题,但FRP本身存在弹性模量低、断裂韧性不足等缺点,因此论文聚焦于FRP与具有强度高、延性好、价格低等优点的钢材组合,以新型FRP-钢复合管海水海砂混凝土柱(SFSCT)抗震性能为研究切入点。
滞回模型对SFSCT柱的抗震设计具有重要意义,但目前尚缺少有效的SFSCT柱滞回模型以支撑其地震响应计算分析。鉴于此,本研究基于拟静力推覆试验,采用OpenSEES建立了纤维模型。将轴压比、钢管厚度、屈服强度、剪跨比和CFRP层数作为参数库进行数据分析和收集。获得了设计参数的影响规律。结合试验数据和纤维模型结果,基于参数叠加的方法提出了完整的滞回模型。建立了三线性骨架曲线模型来预测各种参数的发展趋势。该模型包括峰值荷载、侧移率和下降段刚度等参数预测方法,以及加卸载准则。模型充分考虑了钢管和CFRP的约束效果。预测结果与SFSCT的模拟结果非常吻合。论文可为海工结构抗震设计提供科学依据,为推广SFSCT结构的使用提供了理论依据和技术支撑。
(a)试件细节设计
(b)滞回模型计算程序
(c)验证结果
供稿:张依睿;供图:张依睿;初审:李强;终审:柳任飞;编辑:许历隆