基于ABAQUS的BFRP加固受损深梁的抗剪性能数值模拟研究

发布时间：2017-04-12 23:04

  本文关键词：基于ABAQUS的BFRP加固受损深梁的抗剪性能数值模拟研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：随着社会的发展和国家大力投资土木建设,大量的建筑物兴趣,房建、桥梁等行业迅速发展。经济发展的同时也伴随着许多问题的产生,比如建筑物在使用年限内的老坏旧损不同程度的损伤,考虑到重建的经济性、环保性问题,如何去维修加固这些建筑物重新安全的使用已成为现今学者研究的重要课题。而目前纤维增强复合材料的加固已成为行业中新的趋势,在土木行业中得到了广泛的应用,但是仍缺乏相对深入的研究工作,很多技术和理论需要去完善。本文将通过有限元数值模拟研究6组玄武岩纤维布加固钢筋混凝土梁的抗剪性能,其中试验梁分为剪跨比0.76与剪跨比1.24两组,每组分为全包式纤维布加固、U型纤维布加固、U型加压条锚固纤维布加固三种方法,应用ABAQUS有限元数值模拟建立6根梁的模型,进行等位移加载计算,得到了6根梁的极限承载力值、挠度值、应力云图和裂缝云图,并与试验数据进行了对比。试验和数值模拟结果表明：(1)通过试验所得数据和数值模拟结果的验证,玄武岩纤维布加固受损深梁相对普通混凝土梁在极限承载力上有明显的提升,并且最大挠度值减小。(2)通过试验所得数据和数值模拟结果的验证,剪跨比1.24的一组梁与剪跨比0.76的一组梁相比,在同一加固方式的情况下,梁极限承载力明显较高。说明剪跨比的大小会直接影响纤维布的加固效果,玄武岩纤维布加固对于剪跨比较大的梁效果更好。(3)通过试验所得数据和数值模拟结果的验证,在同一剪跨比的条件下,三种加固方式的效果不同,其中全包型玄武岩纤维布的加固方式效果最好,梁的极限承载能力提升最多。其次是U型纤维布和压条锚固的加固方式,加固效果最差的是U型纤维布加固方式。(4)通过有限元数值模拟得出的BFRP加固受损深梁裂缝开展云图与试验过程所观察到的现象基本相似,最大挠度值和极限承载力的数值与试验数据所记录的数值吻合较好。有限元数值模拟验证了玄武岩纤维布加固钢筋混凝土梁的抗剪试验准确性,也再次证明了通过玄武岩纤维布的加固梁,其抗剪性能有一定的提高,但数值模拟中仍有较多问题会影响到模拟的精确性需要去解决,如在模拟钢筋滑移粘结性能、混凝土细小裂缝的开裂影响、混凝土的刚度退化等。
【关键词】：玄武岩纤维增强复合材料 有限元数值模拟 抗剪性能 预受损混凝土深梁
【学位授予单位】：辽宁工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TU375.1
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 1 绪论10-16
• 1.1 研究背景10-11
• 1.2 结构加固的常用方法11-12
• 1.3 国内外研究现状12-14
• 1.3.1 国外研究现状12-13
• 1.3.2 国内研究现状13-14
• 1.4 主要研究意义及内容14-16
• 2 BFRP加固受损深梁的抗剪性能试验分析16-26
• 2.1 试验设计16-19
• 2.1.1 试件梁材料、尺寸及应变片16-19
• 2.2 试验现象19-22
• 2.3 试验结果及分析22-25
• 2.3.1 试验结果22
• 2.3.2 抗剪承载力影响因素22-23
• 2.3.3 破坏模式23-25
• 2.4 本章小结25-26
• 3 BFRP加固受损深梁的有限元模型建立26-38
• 3.1 有限元软件简介、计算步骤及意义26-28
• 3.1.1 ABAQUS有限元软件介绍26-27
• 3.1.2 ABAQUS的计算步骤27
• 3.1.3 数值模拟的意义27-28
• 3.2 BFRP加固受损深梁的ABAQUS有限元模型建立28-37
• 3.2.1 单元选取29-30
• 3.2.2 材料参数选取、本构关系及破坏准则30-33
• 3.2.3 各部件装配连接33-34
• 3.2.4 求解器的选取34
• 3.2.5 网格划分、边界条件及加载方式34-37
• 3.3 本章小结37-38
• 4 BFRP加固受损深梁抗剪性能结果分析38-51
• 4.1 有限元应力云图、裂缝云图和结果分析38-43
• 4.2 荷载-挠度曲线分析43-50
• 4.3 本章小结50-51
• 5 结论与展望51-53
• 5.1 本文结论51
• 5.2 展望51-53
• 参考文献53-55
• 攻读硕士期间发表学术论文情况55-56
• 致谢56

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