CFRP加固带裂纹混凝土梁的断裂力学分析

发布时间：2020-07-07 15:35

【摘要】：近年来,外贴碳纤维增强复合材料(CFRP)己在工程加固领域得到了广泛的应用,各国学者针对CFRP加固混凝土结构或构件的正常使用性能做了大量的研究工作,并取得了诸多成果。本文尝试基于混凝土断裂力学和各向异性弹性理论,采用ANSYS有限元数值模拟的方法,分别对含裂纹钢筋混凝土梁和外贴CFRP加固后的含裂纹钢筋混凝土梁进行断裂性能研究,考察其断裂特性。本文以CFRP加固的跨中含穿透直裂纹钢筋混凝土梁及含穿透斜裂纹钢筋混凝土梁为例,采用有限元数值分析方法,计算梁在加固前后的裂纹尖端应力强度因子K值,通过断裂参数的计算,比较CFRP加固前后钢筋混凝土梁的抗断裂性能,并讨论CFRP片材的长度、厚度和材质变化对应力强度因子的影响。本文还以CFRP加固钢筋混凝土梁粘接界面开裂为例,从宏观断裂力学的角度研究界面端裂纹问题,用有限元数值模拟片材端部裂纹尖端应力强度因子K值,并讨论CFRP片材的长度、厚度以及材质变化对裂尖应力强度因子的影响。分析结果表明,采用外贴纤维增强复合材料加固钢筋混凝土梁可以显著提高梁的抗断裂性能,加固后混凝土梁的裂尖应力强度因子较加固前明显减小,但是对梁的刚度提高不明显;加固片的长度或厚度变化对裂尖应力强度因子都有一定的影响,大部分情况下,随着加固片层数和长度的增加,裂尖应力强度因子呈减小趋势;通过改变FRP的材质表明,6K碳纤维片材加固效果优于其他材质,但CFRP片材铺层结构发生变化对混凝土梁的抗断裂性能影响不大。
【学位授予单位】：太原科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TU375.1

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本文编号：2745292