学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

基于接触非线性仿真模拟的CFRP加固RC梁受弯性能研究

作　者: 王瑞珍
导　师: 王步
学　校: 长安大学
专　业: 结构工程
关键词: 碳纤维布 补强加固 钢筋混凝土梁 有限元模拟
分类号: TU375.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
下　载: 23次
引　用: 0次
阅　读: 论文下载
 

内容摘要


碳纤维增强塑料（CFRP）加固修补混凝土结构技术是一项新兴的结构加固技术，它是利用树脂类胶结材料将碳纤维材料粘贴于混凝土表面，从而达到对结构构件补强加固及改善结构受力性能的目的，由于碳纤维材料的轻质、耐腐、高强及施工便利，在加固领域得到了大量应用。为了研究碳纤维对受弯梁加固后梁承载力提高的幅度，尤其是碳纤维的粘贴面积对加固效果的影响，本文采用试验研究和理论分析相结合的方法，对外贴碳纤维布加固的钢筋混凝土受弯梁进行了分析和研究。本文在介绍钢筋混凝土加固结构非线性有限元分析理论和建模技术的基础上，运用有限元方法，确定适当的数值模型，选择合适的材料单元（其中混凝土选用SOLID65单元，钢筋选用LINK8单元，碳纤维布选用SHELL41单元，接触单元选用TARGE170和CONTA174），设定正确的模拟参数（包括混凝土、钢筋、碳纤维布的弹性模量、泊松比、应力应变关系等），通过多次的试算，建立合理的非线性有限元梁模型。结果表明：碳纤维加固后，梁的正截面承载力有很大的提高，其中粘贴层数对加固效果有很大的影响，层数越多提高越大，但这种提高幅度是非线性的。加固后梁的刚度有一定的提高，碳纤维布粘贴层数对刚度的影响在钢筋屈服以后比较明显。将有限元分析的结果与试验结果进行对比分析，通过对比研究发现，有限元分析结果与试验结果吻合较好，两种计算结果的差异大概在20%，并从弹塑性理论和有限元理论两个角度详细科学的描述了两者之间产生差异的原因。本文的有限元模型很好模拟加固梁的力学性能，为定量的分析碳纤维布加固混凝土梁的力学性能提了比较完整的计算数据。

全文目录


摘要  4-5
Abstract  5-10
第一章 绪论  10-19
  1.1 课题研究背景及意义  10-11
  1.2 FRP 加固混凝土技术  11-14
    1.2.1 FRP 加固修复混凝土结构的原因  11-12
    1.2.2 钢筋混凝土结构加固方法的分类  12
    1.2.3 FRP 加固结构主要研究内容  12-13
    1.2.4 FRP 加固混凝土技术的特性  13-14
  1.3 研究现状  14-17
    1.3.1 国外研究现状  14-15
    1.3.2 国内研究现状  15-17
  1.4 本文工作的主要内容  17-19
第二章 碳纤维加固材料的种类、性质及特点  19-23
  2.1 FRP 材料的种类  19
    2.1.1 按形式分类  19
    2.1.2 按力学性能分类  19
  2.2 混凝土加固修补粘接剂  19-20
  2.3 FRP 材料的物理特点  20-21
  2.4 FRP 材料的力学性能  21-22
  2.5 碳纤维材料基本参数的测定  22
  2.6 小结  22-23
第三章 FRP 与混凝土界面的粘结性能及剥离破坏  23-30
  3.1 FRP 与混凝土界面的粘结性能  23-24
    3.1.1 粘结强度的试验  23-24
    3.1.2 粘结—滑移曲线  24
  3.2 剥离破坏问题  24-26
    3.2.1 剥离破坏形态  24-25
    3.2.2 剥离破坏机理  25-26
  3.3 端部剥离强度模型  26-28
    3.3.1 基于受剪承载力的模型  26
    3.3.2 混凝土齿状模型  26-27
    3.3.3 基于界面应力的模型  27
    3.3.4 Smith and Teng 模型  27-28
  3.4 中部裂缝引起的界面剥离强度模型  28-29
    3.4.1 中部弯曲裂缝引起的剥离  28
    3.4.2 中部弯剪裂缝引起的剥离  28-29
  3.5 小结  29-30
第四章 CFRP 加固混凝土梁剥离机理有限元分析  30-54
  4.1 引言  30-32
    4.1.1 有限单元法的简介  30
    4.1.2 有限元模型的选择  30-32
  4.2 CFRP 加固混凝土梁抗弯试验实体模型  32-35
    4.2.1 试验概况  32-34
    4.2.2 试验结果总结与分析  34-35
  4.3 有限元分析的单元类型  35-38
    4.3.1 混凝土单元  35-36
    4.3.2 钢筋单元  36-37
    4.3.3 纤维布单元  37
    4.3.4 接触单元  37-38
  4.4 材料属性  38-42
    4.4.1 混凝土  38-40
    4.4.2 钢筋  40-41
    4.4.3 FRP  41
    4.4.4 接触单元的实常数和材料特性  41
    4.4.5 加载点处以及支座的钢垫板  41-42
  4.5 试验梁的有限元模型  42-45
    4.5.1 建立模型及单元划分  42-43
    4.5.2 加载及边界条件  43-44
    4.5.3 非线性解  44-45
  4.6 有限元计算结果及分析  45-50
    4.6.1 承载力  45-46
    4.6.2 挠度变形  46-48
    4.6.3 材料分布  48-50
    4.6.4 影响 FRP 加固效果的因素  50
  4.7 影响计算收敛的因素  50-53
  4.8 小结  53-54
第五章 结论与展望  54-57
  5.1 结论  54-55
  5.2 展望  55-57
参考文献  57-61
致谢  61

相似论文

  1. 一种新型螺旋锥面刃磨理论及刃磨机床的研究,TG596
  2. 梁顶外侧粘贴碳纤维布加固梁的承载力分析,TU375.1
  3. 残余应力对支架放置后血管的力学特性的影响,R312
  4. 在役RC桥梁结构补强加固前后的可靠度分析,U445.72
  5. 碳纤维布与钢筋网水泥砂浆面层加固砌体结构抗震性能的对比试验研究,TU746.3
  6. 基于防屈曲支撑的模拟分析与实验研究,TU317
  7. Mg-Gd-Y-Zr合金热塑性变形工艺参数优化,TG146.22
  8. 高温后钢筋混凝土梁性能退化规律研究,TU312
  9. 无粘结预应力碳纤维布加固钢梁理论与试验研究,TU746.3
  10. 桩基自平衡试桩法的理论分析及工程应用研究,TU473.1
  11. 系锚碳纤维间接加固砼框架中节点受力性能的试验研究与有限元分析,TU311
  12. 锈蚀钢筋混凝土受弯构件性能退化有限元模拟研究,TU312.1
  13. 钢筋混凝土梁桥承载力快速检评方法与承载力分析程序开发,U441
  14. 激光热应力法评估薄膜蠕变性能的研究和有限元模拟,TN249
  15. 基于不同模量弹性理论带裂钢筋混凝土梁短期刚度研究,TU375.1
  16. 基于静动力特性的区段锈蚀梁损伤研究,TU375.1
  17. CFRP整体加固砖砌体墙片有限元分析,TU746.3
  18. 深基坑抗突涌的有限元模拟及分析,TU473.2
  19. 锈蚀钢筋混凝土粘结性能试验研究,TU375
  20. 锈蚀钢筋混凝土梁节点抗震性能试验研究,TU352.11
  21. 电磁变换介质及其微结构效应,O441.6

中图分类: > 工业技术 > 建筑科学 > 建筑结构 > 混凝土结构、钢筋混凝土结构 > 钢筋混凝土结构 > 梁
© 2012 www.xueweilunwen.com