FRP加固混凝土梁跨中剝離破壞的非線性有限元分析.pdf

1、纖維復合材料(FRP)具有輕質高強、施工簡易等優(yōu)異性能,使其在混凝土加固中得到了廣泛的應用。用FRP對混凝土梁進行抗彎加固時,跨中很可能發(fā)生保護層剝離破壞。剝離破壞使得加固梁的承載力和延性大幅降低,必須防止。本文研究保護層的剝離應力和破壞模式,為抗剝離設計提供參考依據。
　　有限元方法是研究剝離破壞的工具之一,人們曾用有限元方法對整根FRP加固鋼筋混凝土梁進行分析,探討剝離破壞問題,但遇到模擬梁上裂縫等困難。汕頭大學為了避開用有限

2、元計算整根加固梁的難點,提出了簡單可靠的“梁段”有限元分析模型,并利用ANSYS有限元軟件進行討論分析。注意到ABAQUS具有較強的非線性分析的能力,本文圍繞“梁段”模型,利用ABAQUS對 FRP加固混凝土梁的跨中剝離破壞問題進行計算分析。
　　本文先建立基于跨中“梁段”的簡化力學模型,再用ABAQUS軟件建立有限元模型,模型中考慮了模型的對稱性、材料的非線性以及不同材料間的粘結關系。用一個算例演示了模型建立的全過程,計算中還考

3、慮了“梁段”內部保護層開裂的因素,從而使分析過程更接近實際。根據有限元分析結果更深入地探討了FRP加固混凝土梁跨中剝離的破壞機理。
　　其后,本文考慮加固鋼筋混凝土梁實際受彎過程,在前述模型基礎上加入轉角的影響。利用荷載作用下混凝土梁平均剛度計算截面轉角,并對比分析了考慮轉角前后梁段保護層應力。結果表明,考慮轉角模型的計算應力和不考慮轉角模型的應力區(qū)別可以忽略不計。
　　最后,本文利用建立的分析模型,參考工程實際,較詳細探討