FRP嵌入式加固混凝土梁抗剪性能研究
本文选题:纤维增强材料 + 嵌入式 ; 参考:《吉林建筑大学》2017年硕士论文
【摘要】:FRP嵌入式加固混凝土梁是近年来一种新兴结构加固方法,纤维增强材料(fiber-reinforced polymer),FRP由于具有轻质、高强、耐腐蚀、耐疲劳性能好等优点被广泛应用工程加固中。目前,比较普遍的加固方式有“表层嵌入式”和“外包法”,外包法技术手段比较成熟,而利用嵌入式加固还处在初级阶段,尤其是研究FRP抗剪加固理论更少。本文主要通过abaqus有限元软件模拟17根梁(2根对比梁和15根加固梁)研究抗剪力学性能,利用有限元模拟结果与试验结果进行对比,来验证有限元模拟的可靠性。以剪跨比、FRP板条间距、嵌贴角度、FRP种类、混凝土强度等为参数进行抗剪受力性能参数分析,分析加固梁极限承载力、刚度、箍筋与FRP板条应变变化,结合有限元模拟分析FRP板条在加固过程中有效应变的计算方法,并利用拱-桁架模型推导嵌入式加固混凝土梁抗剪承载力计算公式。与试验结果比较而知,有限元模拟结果与试验结果吻合良好,采用FRP嵌入式加固能显著提高混凝土梁的抗剪承载力,改善混凝土的受力性能,剪跨比是影响加固梁抗剪承载力的关键因素,在其它条件不变情况下,剪跨比越大,加固梁极限承载力越小,FRP板条间距小极限承载力高,FRP板条45°嵌贴角度比90嵌贴角度更优越,CFRP和GFRP对加固梁极限承载力影响不明显,混凝土强度越高,越有利于FRP板条的发挥,表层嵌入法FRP的作用机理与箍筋类似。
[Abstract]:FRP embedded reinforced concrete beam is a new structural strengthening method in recent years. Fiber reinforced polymer beam has been widely used in engineering reinforcement because of its advantages such as light weight, high strength, corrosion resistance, good fatigue resistance and so on. At present, the more common reinforcement methods are "surface embedded" and "outsourcing method". The technical means of outsourcing method are relatively mature, but the use of embedded reinforcement is still in the primary stage, especially the research on the theory of FRP shear reinforcement is even less. In this paper, the shear mechanical properties of 17 beams, 2 contrast beams and 15 strengthened beams are simulated by abaqus software. The reliability of the finite element simulation is verified by comparing the finite element simulation results with the experimental results. The shear behavior parameters of reinforced beams are analyzed with shear span ratio, FRP-slabs spacing, affixing angle, concrete strength and so on. The ultimate bearing capacity, stiffness, stirrups and FRP slab strain changes are analyzed. The calculation method of effective strain of FRP slab during reinforcement is analyzed by finite element simulation, and the formula of shear bearing capacity of embedded reinforced concrete beam is deduced by using arch truss model. Compared with the experimental results, the finite element simulation results are in good agreement with the experimental results, and the FRP embedded reinforcement can significantly improve the shear capacity of concrete beams and improve the mechanical properties of concrete. The shear span ratio is the key factor to influence the shear bearing capacity of strengthened beams. The larger the shear span ratio is, the greater the shear span ratio is under other conditions. The smaller the ultimate bearing capacity of strengthened beams is, the smaller the spacing of FRP-plates is, the higher the affixing angle of FRP-plates 45 掳is, the better the influence of CFRP and GFRP on the ultimate bearing capacity of strengthened beams is, the higher the concrete strength is, the more favorable the FRP slabs are. The mechanism of surface embedding FRP is similar to that of stirrups.
【学位授予单位】:吉林建筑大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:TU37
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,本文编号:1886959
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