表层嵌贴CFRP板条加固混凝土梁抗剪性能的研究

发布时间：2022-01-26 00:58

　　为研究采用表层嵌贴法加固后钢筋混凝土梁的抗剪性能,推导加固梁抗剪承载力设计公式。本文基于Abaqus软件,构建表层嵌贴CFRP板条的T型梁模型,研究混凝土强度、配箍率、剪跨比、嵌贴角度、嵌贴间距对加固梁抗剪性能的影响,通过回归得到相关影响因素下的CFRP板条的有效应力表达式,建立表层嵌贴法的加固梁抗剪承载力表达式。研究表明:混凝土强度、剪跨比、板条的嵌贴间距和嵌贴角度对加固梁抗剪性能影响较大,配箍率对加固效果有一定的影响。表层嵌贴法对加固梁的挠度和极限承载力均有提高。将采用本文抗剪承载力表达式计算的结果与相关试验值对比,吻合较好。 

【文章来源】：复合材料科学与工程. 2020,(08)北大核心

【文章页数】：8 页

【部分图文】：

试件简图

采用Abaqus软件建立2.1节中的表层嵌贴CFRP板条抗剪加固混凝土梁的有限元模型。建模时,混凝土采用损伤塑性模型,其单轴受拉和单轴受压应力-应变关系分别按照GB 50010—2010《混凝土结构设计规范》[11]取用;CFRP板条本构采用线弹性模型;钢筋本构采用弹塑性模型。混凝土、CFRP板条均采用C3D8R单元,钢筋采用T3D2单元。为避免应力集中导致的有限元计算不收敛,本文在支座处和加载点处分别设置线弹性钢垫块,单元类型为C3D8R。垫块与混凝土之间采用绑定(Tie)约束,加载点与垫块之间采用耦合(Couple)约束,钢筋和CFRP板条均通过嵌入区域约束(Embedded)埋置于混凝土中。在梁左、右两端的刚性垫块底部中线处,分别按简支梁的受力特点设置边界约束。加固梁建模如图2所示,网格按照25 mm进行划分。2.3 有限元模型的验证

为检验上述建模方法的合理性,本文采用经Abaqus软件模拟得到的荷载-挠度曲线与试验所得到的进行对比。因篇幅有限,仅与文献[10]中的2S-R、2S-4LV、2S-4LI45、4S-R四根梁作为对比展示。本文选择与原文相同挠度的提取点,即在加载点正下方的梁底部。从图3、图4中可以看出试件的模拟结果与试验结果趋势一致,从表2中可以看出试件的极限承载力及其对应的挠度的有限元结果和试验结果误差均在15%以内,图3中试验梁2S-4LV出现了波动,但是文献[10]中其他试件均未出现这种情况,笔者认为该波动可能与试验状况有关,加固梁的刚度较试验梁有所差异可能是本文在建模过程中未考虑钢筋-混凝土、FRP-混凝土间的粘结滑移导致,但整体趋势、有限元结果与试验结果的误差能够表明本文所建模型是合理的,可以进一步进行表层嵌贴CFRP板条抗剪加固钢筋混凝土梁的影响因素分析,且采用本文模型的计算结果较试验值更安全。图4 荷载-挠度对比图

【参考文献】：
期刊论文
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本文编号：3609492