BFRP筋混凝土梁非線性有限元分析.pdf

1、近年來,BFRP(玄武巖纖維)筋在土木工程領(lǐng)域中迅速發(fā)展,是繼碳纖維筋、玻璃纖維筋及芳綸纖維筋后，又一種能夠良好替代鋼筋作為混凝土結(jié)構(gòu)中的受力筋，同時(shí)還能解決其中鋼筋銹蝕問題的無機(jī)纖維筋，成為了當(dāng)下興起一種新型環(huán)保經(jīng)濟(jì)的纖維材料。由于BFRP筋是完全線彈性材料，不存在屈服階段，使得BFRP筋混凝土構(gòu)件在塑性和變形性能上存在不足，這大大限制了BFRP筋在實(shí)際工程中的應(yīng)用和推廣。目前有關(guān)于BFRP筋以及BFRP筋混凝土構(gòu)件的研究較少,研究理

2、論及體系并不成熟，研究成果也夠不全面。針對(duì)以上問題，本文主要研究了BFRP筋混凝土梁的受力性能、變形性能及其影響因素,提出將鋼筋與BFRP筋共同作為受力筋配置在混凝土梁的受拉區(qū)，并著重分析了混合配筋混凝土梁的變形性能以及影響其性能的因素等問題。
　　本文研究的目的是將延性較差的BFRP筋應(yīng)用到混凝土梁中，分析構(gòu)件整體表現(xiàn)出的變形能力,從而進(jìn)一步研究混合配筋是否能夠有效改善混凝土梁的變形性能，為BFRP筋混凝土構(gòu)件及結(jié)構(gòu)的實(shí)際應(yīng)用和

3、未來發(fā)展提供理論分析參考。
　　本文分別從有限元模擬、MATLAB數(shù)值分析及理論計(jì)算來分析。通過ANSYS有限元軟件對(duì)BFRP筋混凝土梁與混合配筋混凝土梁的受力變形全過程進(jìn)行了建模分析,詳細(xì)介紹了建模方法、單元類型選取、材料本構(gòu)關(guān)系、收斂準(zhǔn)則及計(jì)算方法,其中主要考慮了BFRP筋、鋼筋以及混凝土三者不同的非線性本構(gòu)關(guān)系。另外，本文利用MATLAB數(shù)值分析軟件，編制程序語句，計(jì)算出不同混凝土梁的彎矩值及其對(duì)應(yīng)的曲率值，得到其彎矩-曲率

4、圖。
　　通過本文的研究，最終得到的結(jié)論主要有以下幾點(diǎn)：①BFRP筋混土梁的具有一定的變形能力，但BFRP筋發(fā)揮的作用很小，主要依靠混凝土材料本身的變形性能來實(shí)現(xiàn)。另外，與鋼筋混凝土梁相比而言，BFRP筋混土梁的變形性能相對(duì)較差，無法到達(dá)實(shí)際工程的設(shè)計(jì)要求，并且混凝土強(qiáng)度及配筋率對(duì)受力性能有較大的影響，而對(duì)變形性能幾乎沒有影響；②將鋼筋與BFRP筋共同作為受力筋能夠有效提高BFRP筋混凝土梁的變形性能，混凝土梁在破壞前有明顯預(yù)兆，