FRP增強纖維加固鋼筋混凝土材料的試驗研究和數(shù)值模擬.pdf

1、近些年來，由于我國經(jīng)濟的快速發(fā)展，國內(nèi)土木工程的大型修建、翻新工程等，以往的一些鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)物其性能尚不能滿足當(dāng)今的使用要求，一些工程加固措施相繼出現(xiàn)。其中我國處于起步階段并具有廣闊發(fā)展前景的纖維增強聚合物FRP (Fiber Reinforced Plastic或Fiber Reinforced Polymer)材料加固鋼筋混凝土材料的研究越來越受到人們的重視。 本文在前人一些工作的基礎(chǔ)上，選取了研究相對較少的題目，即玄武巖

2、纖維布材料(BFRP)加固鋼筋混凝土材料的研究，主要手段是通過試驗研究和軟件模擬，并且與常用FRP加固材料碳纖維布(CFRP)的加固效果進行比較。 本文首先對現(xiàn)有的工程加固方法作了介紹和評價，尤其是對FRP材料加固方法進行歸納總結(jié)，分析FPR在工程加固和巖土工程應(yīng)用方面的優(yōu)點及其未來的發(fā)展前景；其次從玄武巖纖維布材料的一些力學(xué)性能入手，并與其他材料進行比較，對本文試驗研究以及軟件模擬研究提供了一定的理論參數(shù)依據(jù)，同時對鋼筋混凝土

3、的本構(gòu)關(guān)系及其破壞準(zhǔn)則作了一定的探討，為后文有限元模擬提供了理論模型基礎(chǔ)；接著進行試驗室研究，通過多組不同的類比實驗，對未經(jīng)玄武巖纖維布加固和經(jīng)過玄武巖纖維布加固的試件進行試驗結(jié)果比較，尋找兩者之間的差異，如試件在承載力方面的變化程度、應(yīng)力的分布狀況、撓度的差別、破壞形式的差別等，并與采用碳纖維布加固方法進行比較；然后為了驗證試驗的有效性，借助于大型有限元分析軟件Ansys，對兩種纖維布材料(BFRP和CFRP)加固方法進行了模擬，對用

4、于模擬混凝土的Solide65單元，模擬鋼筋的Link8單元，以及用于模擬兩種擬纖維布材料的Shell42單元進行了探討，對建模及分析提供了依據(jù)，將模擬所得到的結(jié)果與試驗結(jié)果相比較，得出了一些重要的結(jié)論，如從加固效果上考慮以及其他一些綜合因素，用BFRP代替CFRP用于工程加固是切實可行的；最后基于現(xiàn)有的試驗研究和Ansys模擬，提出展望及一些衍生問題，如我國乃至人類未來將用玄武巖纖維等FRP材料徹底代替鋼筋材料，以及用FRP材料經(jīng)過特