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(qiáng)復(fù)合材料（FRP）從生產(chǎn)至應(yīng)用，已歷經(jīng)幾十年，目前成為加固工程中的熱門材料。國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)其性能進(jìn)行全面的試驗(yàn)及理論推導(dǎo)，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(diǎn)。雖然已有大量試驗(yàn)與理論推導(dǎo)，但相應(yīng)的數(shù)值計(jì)算分析尚不多見，目前的數(shù)值計(jì)算模型中均忽略了混凝土開裂及裂縫擴(kuò)展對(duì)FRP應(yīng)力、應(yīng)變的影響，從而無法實(shí)現(xiàn)裂縫引起FRP剝離破壞的數(shù)值計(jì)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(yīng)變，從而得到混凝土開裂對(duì)界面剝離破壞的影響。
　　本文主要工作及結(jié)論如下:
　　1.對(duì)CFRP加固跨中帶裂縫混凝土梁模型進(jìn)行了理論加載過程分析，并進(jìn)行有限元數(shù)值模擬，分別采用不同初始裂縫長(zhǎng)度及不同F(xiàn)RP與混凝土節(jié)點(diǎn)處理方式進(jìn)行受力性能的對(duì)比。對(duì)于加固跨中帶裂縫混凝土梁來說，理論分析時(shí)可將加載過程可分為四個(gè)階段，根據(jù)裂縫發(fā)展的不同狀態(tài)，進(jìn)行每階段的受力分析。通過與文獻(xiàn)中

3、試驗(yàn)值對(duì)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(jì)算結(jié)果相對(duì)準(zhǔn)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(zhǎng)度將影響裂縫尖端張開量，及FRP布的應(yīng)變最大值，對(duì)于添加彈簧單元模擬節(jié)點(diǎn)間粘結(jié)滑移的模型而言，亦會(huì)影響到相對(duì)滑移最大值。隨著初始裂縫長(zhǎng)度的降低，最大值也會(huì)隨之減小。
　　3.對(duì)梁進(jìn)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(duì)于添加U型錨固的梁來說，在鋼筋屈服前，錨固形式對(duì)變形影響不大，但當(dāng)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(jìn)行U型錨固，則會(huì)使FRP過強(qiáng)，在極限狀態(tài)下，以混凝土破壞宣告失效。適當(dāng)?shù)腢型錨固在提高梁承載力的同時(shí)，使梁出現(xiàn)合理的破壞狀態(tài)。FRP最大應(yīng)變雖基本相同，但集中于端部進(jìn)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(dāng)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。