【摘 要】
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FRP 加固钢筋混凝土结构技术近年来得到迅速的发展和广泛的应用,尤其在非预应力FRP 加固混凝土受弯构件方面,国内外为此做了大量的试验和理论研究,而有限元模拟分析方面还在进一
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FRP 加固钢筋混凝土结构技术近年来得到迅速的发展和广泛的应用,尤其在非预应力FRP 加固混凝土受弯构件方面,国内外为此做了大量的试验和理论研究,而有限元模拟分析方面还在进一步研究中。目前国内关于预应力FRP 加固的研究才刚刚起步,并且多是试验研究,理论分析和数值模拟方面还不成熟。作为一项新技术的开发与推广应用来说,试验研究成果有限,还有大量的工作要做。
本文以国内近期所做一项非预应力CFRP 加固试验为基础,进行ANSYS仿真模拟计算,将模拟计算结果与试验结果对比,并在此基础上运用ANSYS 设计计算不同初始弯矩作用下,考虑二次受力的预应力CFRP 加固混凝土梁的各项性能指标。
因此,本文的研究对FRP 加固混凝土结构这项新技术在工程实践中的应用具有较强的理论意义和工程应用价值。
本文主要研究内容和结论如下:
1.以国内近期做过的非预应力CFRP 加固混凝土梁的试验为基础,运用大型通用商业有限元软件ANSYS 进行模拟计算。由ANSYS 计算的结果可以看出:经CFRP 加固后的混凝土梁承载力都得到了提升。在构件其他加固条件相同时,构件受弯承载力随CFRP 层数的增加而提高;未加固梁和加固梁均在纯弯段内出现明显的弯曲裂缝,剪跨段内裂缝较少,相对于未加固梁,加固梁的裂缝出现的较晚,且发展较为缓慢;经CFRP 加固的梁挠度均小于未加固梁。
2.运用ANSYS 设计模拟计算在不同初始弯矩作用下,考虑二次受力预应力CFRP 加固混凝土梁的各项性能指标,分析梁的荷载—挠度关系曲线、受拉纵筋及纤维布的荷载—应变曲线、裂缝开展情况,得出不同初始弯矩对加固梁极限弯矩的影响规律。ANSYS模拟计算显示:随着初始弯矩的增加,加固梁的极限弯矩逐渐减小,梁的极限挠度逐渐增大。以ANSYS模拟计算的结果为基础,给出简化的理论计算公式。
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