论文标题：Seismic Response of RC Beam-Column Joints Strengthened with FRP ROPES, Using 3D Finite Element: Verification with Real Scale Tests

论文链接：https://doi.org/10.3390/civileng5020020

期刊名：CivilEng

期刊主页：https://www.mdpi.com/journal/civileng

在钢筋混凝土 (RC) 结构中，地震作用下，梁柱连接节点是关键的薄弱环节。为了提高这些节点的抗震性能，研究者们探索了多种加固方法，其中纤维增强聚合物 (FRP) 绳索因其易于施工和良好的力学性能而受到关注。色雷斯德谟克利特大学的Chris G. Karayannis博士及其团队通过三维有限元分析和全尺寸试验验证，研究了使用FRP绳索加固的RC梁柱节点的抗震响应。研究旨在评估FRP绳索加固技术的有效性，并通过数值模拟和实验数据的对比，验证有限元模型的准确性。

研究过程与结果

作者设计了四种梁柱节点试件，其中包括两个基准试件(JA0和JA1) 和两个加固试件 (JA0Fxb和JA0F2x2b)。这些试件的几何尺寸和配筋设计与常见的多层RC框架结构的外伸梁柱节点相似。加固试件通过在节点两侧对角线方向上安装FRP绳索进行加固。

试件的几何形状及加固钢筋的CFPR绳的位置

在数值模拟方面，研究采用了ABAQUS软件中的混凝土损伤塑性 (CDP) 模型来模拟混凝土的行为，该模型能够考虑材料损伤和塑性应变。对于钢筋，采用弹性-完全塑性模型；对于FRP绳索，由于其弹性模量高且仅能承受弹性拉伸，因此采用线性弹性模型。通过有限元分析，作者模拟了试件在循环加载下的应力-应变关系，并预测了裂缝模式、主应力、剪切变形和力-位移曲线。

试件各部分的有限元模拟

实验部分，研究团队对试件进行了循环加载试验，记录了试件的裂缝模式、主应力、剪切变形和力-位移曲线。实验结果显示，加固试件在承载能力、延性和裂缝控制方面均有显著提高。与基准试件相比，加固试件的剪切变形显著减小，裂缝宽度也更小。

数值模拟结果与实验结果吻合良好。在主应力、力-位移曲线和剪切变形方面，数值模拟结果与实验数据的差异很小，这表明有限元模型能够准确预测加固节点的抗震性能。例如，对于试件JA0Fxb和JA0F2x2b，数值模拟的主应力和力-位移曲线与实验结果非常接近，剪切变形的预测也与实验观测值一致。

研究总结

本文通过三维有限元分析和全尺寸试验验证了使用FRP绳索加固RC梁柱节点的抗震性能。研究结果表明，FRP绳索加固技术能够显著提高节点的承载能力、延性和裂缝控制能力。数值模拟结果与实验数据的一致性验证了有限元模型的准确性，为FRP绳索加固技术在实际工程中的应用提供了理论支持。未来的研究将进一步探索FRP绳索加固技术在不同类型结构和加载条件下的性能，以优化设计方法并提高其工程应用的可靠性。

CivilEng 期刊介绍

主编：Angelo Luongo, University of L’Aquila, Italy

期刊专注于土木工程领域的最新研究进展，研究主题包括但不限于：结构工程、地震工程、建筑材料、建筑施工管理、建筑信息化、风险管理、交通工程、水资源与海岸工程等。期刊目前已被Scopus、ESCI (Web of Science)、Ei Compendex等数据库收录。