普通和預(yù)應(yīng)力FRP加固梁的數(shù)值模擬與理論分析.pdf

1、纖維增強(qiáng)復(fù)合材料(FRP)作為一種新材料在混凝土結(jié)構(gòu)加固領(lǐng)域中得到了廣泛應(yīng)用，尤其在普通FRP布加固混凝土受彎構(gòu)件方面，國(guó)內(nèi)外為此做了大量的試驗(yàn)和理論研究，而數(shù)值模擬方面還在進(jìn)一步探索中，目前國(guó)內(nèi)關(guān)于預(yù)應(yīng)力FRP布加固的研究才剛剛開(kāi)始，并且大多是試驗(yàn)研究，理論分析和數(shù)值模擬方面還不成熟。本文以國(guó)內(nèi)近期所做的四個(gè)試驗(yàn)為基礎(chǔ)，進(jìn)行了非預(yù)應(yīng)力和預(yù)應(yīng)力FRP布加固鋼筋混凝土梁的數(shù)值模擬與理論分析，主要的研究?jī)?nèi)容和結(jié)論如下： 1.基于平截

2、面假定、無(wú)粘結(jié)滑移假定和無(wú)粘結(jié)剝離破壞假定對(duì)CFRP布與GFRP布加固鋼筋混凝土梁利用ANSYS進(jìn)行了數(shù)值模擬。數(shù)值分析表明，對(duì)于非預(yù)應(yīng)力FRP布加固梁來(lái)說(shuō)，粘貼FRP布后，加固梁的屈服荷載和極限荷載均有所提高，其中極限荷載的提高更為顯著；在其他加固條件相同時(shí)，隨著貼布層數(shù)的增加，加固構(gòu)件承載力明顯增加，但并不是線(xiàn)性關(guān)系；經(jīng)纖維布加固的梁純彎段內(nèi)彎曲裂縫數(shù)量多，且間距小于未加固梁；加固梁的撓度均小于未加固梁的撓度。 2.通過(guò)升溫

3、法對(duì)碳纖維布施加預(yù)應(yīng)力以及利用單元生死對(duì)梁的卸載加固或不卸載加固后的受彎性能進(jìn)行了數(shù)值模擬。數(shù)值分析表明，對(duì)于預(yù)應(yīng)力CFRP布加固梁來(lái)說(shuō)，可以有效地發(fā)揮CFRP的高強(qiáng)特性，大幅度提高梁的承載力，有效抑制裂縫和變形的發(fā)展，改善構(gòu)件在使用階段的受力性能，初始彎矩的存在使構(gòu)件的受彎性能有所降低，并且隨著初始應(yīng)力水平的增加，降低作用更加明顯。 3.通過(guò)對(duì)比試驗(yàn)結(jié)果和有限元分析結(jié)果進(jìn)行了誤差分析，四個(gè)算例的ANSYS計(jì)算值與試驗(yàn)值都吻合較