碳纖維加固鋼筋混凝土梁受力性能有限元分析.pdf

1、碳纖維加固技術(shù)作為近幾年來新興的加固技術(shù)，在加固行業(yè)的應(yīng)用已越來越廣泛，與傳統(tǒng)的加固技術(shù)相比，碳纖維加固技術(shù)具有施工簡(jiǎn)便、抗腐蝕、自重輕、強(qiáng)度高等多種優(yōu)點(diǎn)，國(guó)內(nèi)外也對(duì)此項(xiàng)加固技術(shù)在試驗(yàn)和理論方面做了深入的研究，積累了大量的試驗(yàn)數(shù)據(jù)和理論成果，為我們后續(xù)的研究提供了重要的依據(jù)。
　　 本文主要是以前人所做的試驗(yàn)為依據(jù)，運(yùn)用ANSYS有限元軟件對(duì)不同形式的加固梁進(jìn)行數(shù)值模擬，通過與試驗(yàn)結(jié)果的對(duì)比，不斷完善有限元模型，并利用合理的有限

2、元模型研究加固梁的受力性能，本文研究的主要內(nèi)容包括以下幾個(gè)方面：
　　 (1)通過對(duì)大量文獻(xiàn)的查閱，選取了合適的試驗(yàn)?zāi)Ｐ停瑢?duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行了整理，并參照試驗(yàn)數(shù)據(jù)繪制了不同形式加固梁的荷載-撓度曲線、荷載-應(yīng)變曲線，并對(duì)試驗(yàn)的過程、試驗(yàn)的結(jié)果進(jìn)行了分析總結(jié)，為ANSYS有限元分析提供了主要的參考依據(jù)。
　　 (2)對(duì)碳纖維加固混凝土梁有限元模型的建立進(jìn)行詳細(xì)的研究，特別是對(duì)模型單元的選取、材料參數(shù)的合理選用、材料本構(gòu)關(guān)系的選

3、用及收斂準(zhǔn)則的設(shè)定等方面進(jìn)行了相應(yīng)的分析，保證了有限元模型的合理性。
　　 (3)根據(jù)試驗(yàn)參數(shù)，運(yùn)用ANSYS有限元軟件對(duì)不同加固形式混凝土梁的受彎性能進(jìn)行了非線性全過程模擬，并對(duì)模型的撓度、應(yīng)力、應(yīng)變等進(jìn)行了研究，繪制出不同形式加固梁的荷載-撓度曲線、荷載-應(yīng)變曲線，與試驗(yàn)所得到的各類曲線進(jìn)行了對(duì)比，得出了在運(yùn)用ANSYS計(jì)算梁的極限承載力時(shí)，計(jì)算值要低于試驗(yàn)值。另外，通過對(duì)不同加固層數(shù)的混凝土梁極限承載力進(jìn)行比較可知，隨著碳

4、纖維層數(shù)的增多，試驗(yàn)梁的極限承載力提高顯著。
　　 (4)從有限元分析的荷載-撓度曲線可知，在相同的荷載條件下，隨著碳纖維加固層數(shù)的增加，跨中撓度是減小的，這就說明碳纖維布的存在可以提高混凝土梁的抗彎剛度。另外，有限元計(jì)算值與試驗(yàn)值相比，有限元計(jì)算所得到的梁的抗彎剛度偏大。
　　 (5)通過對(duì)碳纖維和鋼筋的荷載-應(yīng)變曲線進(jìn)行研究可以得出，隨著碳纖維加固層數(shù)的增多，在相同荷載作用下，兩者的應(yīng)變都是減小的，另外，有限元計(jì)算值

5、與試驗(yàn)所得到的荷載-應(yīng)變曲線相比，有限元計(jì)算的鋼筋和碳纖維在相同荷載作用下的應(yīng)變值要大于試驗(yàn)所測(cè)得的值。
　　 (6)通過有限元軟件對(duì)不同加固形式的試驗(yàn)梁的裂縫形態(tài)進(jìn)行研究，可以得出，碳纖維的存在可以延緩裂縫產(chǎn)生，并可以改變裂縫的發(fā)展形態(tài)。
　　 (7)碳纖維布的用量對(duì)梁的極限承載力影響較大，梁的極限承載力在一定程度上是隨著碳纖維布加固量的增加而增大的，但這種加固效果是在混凝土不被壓碎或碳纖維與混凝土之間不會(huì)出現(xiàn)剝離破壞