碳纖維布增強(qiáng)鋼筋混凝土構(gòu)件的非線性有限元分析.pdf

1、該文在分析國內(nèi)外已有的碳纖維布增強(qiáng)混凝土結(jié)構(gòu)研究成果基礎(chǔ)上,結(jié)合天津市自然科學(xué)基金(99360391)項目,通過一系列碳纖維布增強(qiáng)混凝土構(gòu)件(柱)的斜向水平荷載作用破壞試驗,采用非線性有限元法,研究了碳纖維布增強(qiáng)混凝土構(gòu)件的開裂、變形、滯回耗能特性、失效模式、受力破壞機(jī)理等,為以后的研究和設(shè)計提供理論依據(jù)和技術(shù)參考.首先該文通過三根碳纖維布增強(qiáng)鋼筋混凝土梁在單調(diào)豎向荷載作用下的剪切破壞試驗和十二根碳纖維布增強(qiáng)鋼筋混凝土矩形截面柱在斜向反

2、復(fù)荷載作用下的破壞試驗研究,探討了碳纖維布加固量或荷載作用方向?qū)μ祭w維布增強(qiáng)鋼筋混凝土構(gòu)件受剪承載力(梁)、變形(梁和柱)、滯回特性和延性(柱)的影響,基于三維非線性有限元分析中單元網(wǎng)格劃分不均勻的實際情況,該文首次提出了較完善的碳纖維布(縱向)、鋼筋(縱筋)與混凝土之間的六面體空間粘結(jié)滑移模型.基于柱承受較大側(cè)向位移時柱腳錨固鋼筋應(yīng)力分布的光滑性,而其應(yīng)變和與混凝土之間相對滑移在非線性響應(yīng)階段(特別是軟化段)的非光滑性,選擇錨固鋼筋應(yīng)

3、力插值函數(shù)而非位移插值函數(shù)作為基點(diǎn),采用柔度法對碳纖維增強(qiáng)鋼筋凝土柱中錨固鋼筋滯回特性進(jìn)行了分析,基于均勻化理論,采用整體式非線性有限元模型,將箍筋和碳纖維布箍彌散于整個單元中,并將單元視為連續(xù)介質(zhì)材料,通過修正碳纖維布增強(qiáng)混凝土構(gòu)件的橫向屈服條件和破壞條件,研究箍筋和橫向碳纖維布對構(gòu)件承載力、剛度、裂縫擴(kuò)展、變形、滯回特性和延性的影響.最后,應(yīng)用該文的三維非線性有限元程序,首次分析了參數(shù)變化對碳纖維布增強(qiáng)鋼筋混凝土構(gòu)件承載力、變形和延