FRP—混凝土搭接接頭跨中界面剝離行為數(shù)值研究.pdf

1、在纖維增強(qiáng)復(fù)合材料（Fiber Reinforced Polymer/Plastic，簡(jiǎn)稱 FRP）加固混凝土結(jié)構(gòu)中，F(xiàn)RP與混凝土之間界面的粘結(jié)性能以及剝離破壞是最為關(guān)鍵的問(wèn)題，對(duì)加固構(gòu)件的整體性能起著決定性作用。本研究結(jié)合非線性有限元分析和FRP加固混凝土搭接接頭試驗(yàn)研究，探討了FRP加固混凝土構(gòu)件的受彎剝離行為。在非線性有限元分析中，以彈塑性損傷模型作為混凝土本構(gòu)，采用同時(shí)考慮FRP-混凝土界面三個(gè)方向的混合雙線性內(nèi)聚力模型作為粘

2、結(jié)層本構(gòu)，通過(guò)大型通用有限元軟件 ABAQUS建立了 FRP加固混凝土搭接接頭精細(xì)的有限元模型。在此基礎(chǔ)上，本研究對(duì)FRP-混凝土搭接接頭跨中抗彎界面剝離行為進(jìn)行模擬仿真，并利用試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了驗(yàn)證和修正。最后，以試驗(yàn)構(gòu)件為對(duì)象，利用建立的非線性有限元模型對(duì)界面粘結(jié)性能進(jìn)行了參數(shù)分析。本文主要研究?jī)?nèi)容及結(jié)論有：
　　（1）基于現(xiàn)有針對(duì)FRP加固混凝土界面的研究，對(duì)FRP-混凝土界面的粘結(jié)滑移機(jī)理進(jìn)行了分析并詳細(xì)介紹了界面粘結(jié)膠層三種

3、不同的本構(gòu)模型，系統(tǒng)歸納了已有的界面粘結(jié)滑移模型、抗彎剝離荷載設(shè)計(jì)方法和界面剝離承載力模型。其中雙曲線模型、雙線性模型和拋物線模型是常用的界面粘結(jié)滑移本構(gòu)模型，本文則采用具有良好精度且易于在有限元實(shí)現(xiàn)的雙線性模型。從界面剝離承載力模型中得出：混凝土強(qiáng)度、FRP彈性模量、寬度比、FRP粘貼長(zhǎng)度及粘結(jié)膠層的性能是影響界面粘結(jié)性能的主要因素。
　?。?）基于內(nèi)聚力單元為基礎(chǔ)的混合雙線性內(nèi)聚力模型建立了FRP加固混凝土搭接接頭三維非線性有

4、限元模型。有限元結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果的荷載撓度曲線吻合良好，F(xiàn)RP縱向應(yīng)變分布也基本一致。而且有限元模型詳細(xì)分析了膠層界面應(yīng)力的分布規(guī)律。有限元模型中FRP-混凝土搭接接頭構(gòu)件由跨中未加固端開(kāi)始發(fā)生剝離破壞，然后不均勻地逐漸向FRP自由端擴(kuò)展，這與試驗(yàn)觀察到的現(xiàn)象是一致的。有限元結(jié)果與試驗(yàn)得到的開(kāi)裂荷載偏差為18.80％，有限元結(jié)果與試驗(yàn)得到的剝離破壞荷載誤差為6.90%。這說(shuō)明了本文的模型具有較好精度，結(jié)果是可靠有效的。
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