CFRP加固鋼筋混凝土梁界面剝離性能數(shù)值分析.pdf

1、纖維增強復合材料（FRP）從生產(chǎn)至應用，已歷經(jīng)幾十年，目前成為加固工程中的熱門材料。國內(nèi)外學者對其性能進行全面的試驗及理論推導，得到大量數(shù)據(jù)與結(jié)論，其中加固承載力及可靠性一直是研究的重點。雖然已有大量試驗與理論推導，但相應的數(shù)值計算分析尚不多見，目前的數(shù)值計算模型中均忽略了混凝土開裂及裂縫擴展對FRP應力、應變的影響，從而無法實現(xiàn)裂縫引起FRP剝離破壞的數(shù)值計算分析。為此，有必要研究建立帶裂縫的混凝土加固梁新模型，根據(jù)混凝土的開裂程度，

2、分析裂縫周圍混凝土與FRP界面滑移量，以及裂縫附近FRP應變，從而得到混凝土開裂對界面剝離破壞的影響。
　　本文主要工作及結(jié)論如下:
　　1.對CFRP加固跨中帶裂縫混凝土梁模型進行了理論加載過程分析，并進行有限元數(shù)值模擬，分別采用不同初始裂縫長度及不同F(xiàn)RP與混凝土節(jié)點處理方式進行受力性能的對比。對于加固跨中帶裂縫混凝土梁來說，理論分析時可將加載過程可分為四個階段，根據(jù)裂縫發(fā)展的不同狀態(tài)，進行每階段的受力分析。通過與文獻中

3、試驗值對比，可判斷該法受力分析合理。
　　2.利用ANSYS模擬FRP加固跨中帶裂縫混凝土梁，計算結(jié)果相對準確，亦可以用于模擬FRP加固鋼筋混凝土梁模型中。不同初始裂縫長度將影響裂縫尖端張開量，及FRP布的應變最大值，對于添加彈簧單元模擬節(jié)點間粘結(jié)滑移的模型而言，亦會影響到相對滑移最大值。隨著初始裂縫長度的降低，最大值也會隨之減小。
　　3.對梁進行U型錨固，相比于僅在梁底粘貼FRP布的加固梁，將大大提高承載力，并且減小梁的

4、變形。對于添加U型錨固的梁來說，在鋼筋屈服前，錨固形式對變形影響不大，但當鋼筋屈服后，U型錨固過多或過少，將影響加固梁的承載力與變形。而過度進行U型錨固，則會使FRP過強，在極限狀態(tài)下，以混凝土破壞宣告失效。適當?shù)腢型錨固在提高梁承載力的同時，使梁出現(xiàn)合理的破壞狀態(tài)。FRP最大應變雖基本相同，但集中于端部進行U型錨固將使FRP于跨中及彎剪區(qū)段發(fā)生整體剝離，而沿全梁適當粘貼U型箍則在跨中發(fā)生局部剝離，可有效防止剝離破壞的發(fā)生。