考虑尺寸效应的FRP约束混凝土分析模型

尺寸效应对纤维增强复合材料(Fiber Reinforced Polymer, FRP)约束混凝土力学性能的研究尚不明确。分析了端部约束对混凝土圆柱体破坏模式的影响，考虑端部摩擦系数后，可以较好地模拟锥体破坏。根据已有文献中的试验数据，建立了64个FRP约束混凝土拟合样本数据库，涵盖了不同的FRP材料、混凝土抗压强度、50～400 mm范围的圆柱体直径、约束刚度比。尺寸效应对强度具有显著影响，DP准则中的内聚力本质上是强度函数，因此通过修正内聚力参数考虑尺寸效应的影响。通过USDFLD子程序实现塑性参数的自定义，分析了不同尺寸参数对FRP约束混凝土圆柱体名义强度的影响规律，提出了考虑尺寸效应的内聚力模型。结果表明：64个拟合样本的极限强度试验值和FEA预测值具有较好的一致性，决定系数为0.91,说明通过修正内聚力参数模型能较好地模拟不同圆柱体直径对FRP约束混凝土柱名义抗压强度的影响。最后对25个验证样本开展分析，得出极限强度FEA预测值和试验值的决定系数为0.93,表明所提出内聚力修正模型具备有效性，能够揭示尺寸效应对FRP约束混凝土强度的影响规律，且具有较好的精度。