FRP加固混凝土梁跨中剝離破壞的非線性有限元分析.pdf

1、纖維復(fù)合材料(FRP)具有輕質(zhì)高強(qiáng)、施工簡(jiǎn)易等優(yōu)異性能,使其在混凝土加固中得到了廣泛的應(yīng)用。用FRP對(duì)混凝土梁進(jìn)行抗彎加固時(shí),跨中很可能發(fā)生保護(hù)層剝離破壞。剝離破壞使得加固梁的承載力和延性大幅降低,必須防止。本文研究保護(hù)層的剝離應(yīng)力和破壞模式,為抗剝離設(shè)計(jì)提供參考依據(jù)。
　　有限元方法是研究剝離破壞的工具之一,人們?cè)糜邢拊椒▽?duì)整根FRP加固鋼筋混凝土梁進(jìn)行分析,探討剝離破壞問(wèn)題,但遇到模擬梁上裂縫等困難。汕頭大學(xué)為了避開(kāi)用有限

2、元計(jì)算整根加固梁的難點(diǎn),提出了簡(jiǎn)單可靠的“梁段”有限元分析模型,并利用ANSYS有限元軟件進(jìn)行討論分析。注意到ABAQUS具有較強(qiáng)的非線性分析的能力,本文圍繞“梁段”模型,利用ABAQUS對(duì) FRP加固混凝土梁的跨中剝離破壞問(wèn)題進(jìn)行計(jì)算分析。
　　本文先建立基于跨中“梁段”的簡(jiǎn)化力學(xué)模型,再用ABAQUS軟件建立有限元模型,模型中考慮了模型的對(duì)稱(chēng)性、材料的非線性以及不同材料間的粘結(jié)關(guān)系。用一個(gè)算例演示了模型建立的全過(guò)程,計(jì)算中還考

3、慮了“梁段”內(nèi)部保護(hù)層開(kāi)裂的因素,從而使分析過(guò)程更接近實(shí)際。根據(jù)有限元分析結(jié)果更深入地探討了FRP加固混凝土梁跨中剝離的破壞機(jī)理。
　　其后,本文考慮加固鋼筋混凝土梁實(shí)際受彎過(guò)程,在前述模型基礎(chǔ)上加入轉(zhuǎn)角的影響。利用荷載作用下混凝土梁平均剛度計(jì)算截面轉(zhuǎn)角,并對(duì)比分析了考慮轉(zhuǎn)角前后梁段保護(hù)層應(yīng)力。結(jié)果表明,考慮轉(zhuǎn)角模型的計(jì)算應(yīng)力和不考慮轉(zhuǎn)角模型的應(yīng)力區(qū)別可以忽略不計(jì)。
　　最后,本文利用建立的分析模型,參考工程實(shí)際,較詳細(xì)探討