FRP筋混凝土梁受彎性能分析和數(shù)值模擬.pdf

1、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)是一種量大面廣的結(jié)構(gòu)形式，但是結(jié)構(gòu)中鋼筋的腐蝕問題嚴(yán)重影響了結(jié)構(gòu)的實用性、耐久性和安全性。而纖維增強(qiáng)塑料筋(FRP筋)與鋼筋相比具有抗拉強(qiáng)度高、耐腐蝕性能好、非磁性、重量輕以及設(shè)計性良好等優(yōu)點。
　　 在混凝土結(jié)構(gòu)中，將FRP筋全部或部分代替鋼筋，與混凝土結(jié)合形成FRP筋混凝土結(jié)構(gòu)是解決鋼筋銹蝕問題的根本方法。因此，開展FRP筋混凝土梁受力性能研究具有重要的意義。
　　 論文在已有試驗研究的基礎(chǔ)上，分別采用

2、理論分析和數(shù)值模擬的研究方法，對FRP筋與混凝土的粘結(jié)性能、FRP筋混凝土梁受力性能和受彎承載力進(jìn)行了較為深入的研究。首先結(jié)合試驗研究，對FRP筋與混凝土的粘結(jié)性能、粘結(jié)破壞機(jī)理進(jìn)行了分析，并與鋼筋和混凝土的粘結(jié)性能進(jìn)行了對比，分析了混凝土強(qiáng)度、保護(hù)層厚度、粘結(jié)長度、FRP筋直徑和外形等因素對FRP筋與混凝土粘結(jié)性能的影響，提出FRP筋與混凝土的粘結(jié)滑移本構(gòu)模型。采用大型有限元分析軟件ABAQUS，通過選取合理單元模型、材料本構(gòu)關(guān)系和破

3、壞準(zhǔn)則，對FRP筋混凝土梁受彎性能進(jìn)行了數(shù)值模擬，計算與試驗結(jié)果吻合較好，驗證了選取模型的適用性，進(jìn)一步分析了FRP筋混凝土梁受彎特點和破壞階段劃分，并與鋼筋混凝土粱受彎性能進(jìn)行了對比。通過非線性數(shù)值模擬，分析了配筋率、混凝土強(qiáng)度、截面尺寸、纖維類型和荷載形式等因素對FRP筋混凝土粱受力性能的影響。對配有部分鋼筋的FRP筋混凝土梁的受力性能進(jìn)行探討。最后，論文根據(jù)變形協(xié)調(diào)關(guān)系推導(dǎo)了界限受壓區(qū)高度、界限配筋率和FRP筋混凝土梁承載力計算公