基于纤维模型的FRP约束混凝土圆柱本构模型研究摘要：在OpenSees平台上采用纤维模型模拟FRP约束混凝土圆柱的受力性能时需要开发相应的本构模型.基于激ang和Teng提出的分析型骨架本构模型，将不同峰值应力、应变计算公式的计算结果与试验结果进行比较，选择了更为精确的计算公式，并将其引入该骨架模型.该模型还考虑了箍筋对核心混凝土的约束作用，采用FRP极限环向抗拉应变折减系数得出FRP片材在环向受拉破坏时的极限拉应变.根据是否考虑钢筋的疲劳采用两种不同钢筋本构关系对试件进行模拟.采用该模型不但可以得到构件的轴向应力应变关系，还可以计算横向应变与轴向应力的关系，模拟结果与试验结果吻合较好.关键词：纤维增强塑料;约束混凝土;纤维模型;本构模型：TB83;TM753文献标识码：AResearchontheConstitutiveModelsofFRPConfinedConcreteCylinderBasedonFiberModelsZHOUFen，LENGJu-liang，DUYun-xing（CollegeofCivilEngineering，HunanUniv，Changsha，Hunan410082，China）Abstract：TherelatedconstitutivemodelisneededwhenusingfibermodeltosimulatethemechanicalbehaviorofFRPconfinedconcretecylinderonOpenSeesplatform.Basedontheskeleton-lineconstitutivemodelproposedby激angandTeng，thetestresultswerecomparedwiththecalculationresultsunderdifferentpeakstressesandstrains，andmorepreciseformulaswerechosenandtakenintotheskeleton-lineconstitutivemodel.Intheconstitutivemodel，withtheconfinementeffectofstirruponcoreconcretetakenintoconsideration，theultimatetensilestrainofFRPunderhooptensilefailurewasobtainedbythereductionfactorsofultimatehooptensilestrain.Inaddition，twodifferentconstitutivemodelswereadoptedtosimulatethememberaccordingtowhetherconsideringthesteelfatiguethroughtheconstitutivemodel.Boththerelationshipofaxialstressandstrainandtherelationshipoflateralstrainandaxialstressforthestructuralmemberwereobtained，andthepredictionresultsagreedwellwiththetestresults.Keywords：FRP（FiberReinforcedPlastics）;confinedconcrete;fibermodels;constitutivemodelsOpenSees平台是基于纤维模型的计算平台，与传统的有限元相比，纤维模型能够在保证准确性的基础上大幅降低计算耗时，并且更易收敛，能够用于大型结构的数值模拟.国内学者在该平台上对构件、结构的仿真进行了广泛的研究，并积累了大量的科研成果[1-2].这些研究成果主要集中在钢筋混凝土结构及型钢混凝土结构领域.对于FRP加固的钢筋混凝土结构，OpenSees材料库中缺乏与其对应的本构模型，制约了该平台对这种结构的仿真分析.近年来，由于FRP材料优越的力学性能和物理性能，FRP片材已经广泛地用于加固结构和构件中，特别是震后结构的修复工作，FRP的约束作用不仅能提高结构的承载力，还能大幅提高柱在地震作用下的耗能能力和延性[3].因此，研究基于纤维模型的FRP约束混凝土柱的本构模型非常有意义.目前，一些学者对基于纤维模型的FRP约束混凝土柱本构模型进行了初步研究，这些研究按模拟的方法可以分为3类：1）采用材料库中已有的材料，通过适当改变材料性能参数来模拟FRP约束混凝土材料.例如王代玉[4]采用预定义材料Concrete02，通过提高混凝土的极限抗压强度和极限压应变来模拟FRP约束混凝土，这样做的优点在于方便易行，不需要对OpenSees进行二次开发就能近似地模拟FRP约束混凝土的性能.但是由于材料Concrete02是基于钢筋混凝土构件提出的本构关系，用来模拟FRP约束混凝土是不够准确的，并且也不能考虑不同FRP材料性能参数对FRP约束混凝土构件的影响.2）采用简化了的FRP约束混凝土材料的本构模型，再将其嵌入OpenSees中.如何铭华等[5]，虽然材料骨架曲线采用Lam等[6]提出的较为精确的FRP约束混凝土设计型本构模型，但是加卸载曲线却采用Karsan等[7]根据混凝土循环轴压试验提出的本构模型，这样虽然降低了编程难度，但也导致模拟结果不够精确.3）Teng等[8]采用C++编程，材料本构关系采用Teng等[9]提出的改进的设计模型，结合Lam和Teng[10]提出...