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内嵌碳纤维塑料增强板条加固混凝土梁有限元分析

作　者: 郭金峰
导　师: 曾宪桃
学　校: 河南理工大学
专　业: 岩土工程
关键词: 结构加固有限元分析内嵌碳纤维增强塑料板条本构关系模拟
分类号: TU375.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2007年
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内容摘要

在混凝土表层嵌入碳纤维增强塑料加固混凝土结构是一种新型的结构加固方法,近年来,以其独特的优势在国外得到了广泛的关注。内嵌碳纤维增强塑料与混凝土之间的粘结机理较外贴纤维片材加固复杂得多,其粘结性能受到FRP材料种类、槽内填充材料的种类及性能、开槽尺寸、槽间净距及槽距混凝土边缘的距离、混凝土强度等级等多种因素的影响。有限元计算理论的发展成熟,为结构补强加固提供了方便的计算工具,它能够较好的模拟结构受力发展的全过程,从而减少试验所需的大量人力、物力和财力,为结构加固设计和施工提供了理论保证。本文采用试验和有限元分析相结合的方法,在试验研究的基础上对内嵌碳纤维塑料增强板条抗弯加固混凝土梁进行了非线性有限元分析。介绍了钢筋混凝土有限元分析模型、钢筋和混凝土的本构关系、混凝土的强度准则和裂缝处理方式。合理的选取了材料本构关系、单元类型并对材料参数进行了设置。最后将有限元计算得到的梁的跨中挠度、钢筋应变和CFRP板条的应变与试验结果进行了比较。试验结果表明,内嵌CFRP板条加固混凝土梁是比外贴CFRP板条加固混凝土梁更为有效的一种加固方法,能显著提高混凝土梁的极限荷载,有效抑制裂缝的发展,提高粱的刚度,比外贴碳纤维增强塑料板条加固法更能有效地利用碳纤维增强塑料板条的强度。有限元分析结果与试验结果吻合较好,对比结果显示,在选用合理的有限元模型、材料的本构关系、单元类型及单元划分等情况下可以很好模拟内嵌CFRP板条加固混凝土梁的受力和变形。所以有限元法作为一种强有力的数值分析工具,在分析模拟CFRP板条加固混凝土梁受弯破坏过程中显得非常重要。

内嵌碳纤维塑料增强板条加固混凝土梁有限元分析

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