BFRP筋嵌入式加固混凝土梁受弯性能试验研究与有限元模拟

发布时间：2020-09-24 11:15

　　 建筑结构都有一定的使用寿命,一些老化建筑物,由于年限较长,在使用中会存在安全等方面的问题,对这些结构或建筑物采用适当的加固技术来进行补强,使这些结构能够继续为社会服务,是更加经济可行的方法。嵌入式加固技术是在结构表面进行开槽,然后把加固材料值入到结构内部,同时用胶凝材料把开的槽填充满,即可完成对结构或建筑物的补强,使其受力性能得到提高。BFRP材料和其它加固材料相比,具有施工方便快捷、良好粘贴性能、耐酸碱、强度高等优点,是一种更为优良的加固材料。目前,用BFRP材料对结构进行嵌入式加固的研究依然较少,本文主要对BFRP筋嵌入式加固混凝土梁的受弯性能进行研究。本文共制作了7根钢筋混凝土梁(包括一根对比梁、六根BFRP筋嵌入式加固梁),设置了加固量、纵筋配筋率、二次受力三个变量,主要以试验研究为基础,进行了理论计算和有限元模拟,具体研究工作有:(1)通过对加载过程中主要试验数据的记录,并且观察各试验梁裂缝发展状况和最终破坏情况,得出:用BFRP筋对混凝土梁进行嵌入式加固,会使梁受弯承载力得到显著增强,裂缝的发展速度会减慢。适当增大受拉纵筋的配筋率和加固筋配置数量,会使加固梁的极限强度得到提升,同时会提高梁的刚度,减小其变形;对于二次受力梁,加固是在预加载并且卸载后进行,梁已损伤,加固后,结构胶和混凝土保护层的粘结力不足,会极大的减弱加固梁极限强度。(2)推导出试验梁跨中挠度和所施加荷载的计算公式,结合弯矩-曲率关系的相关计算结果,用计算机编程计算出梁全过程的荷载-挠度曲线,并和试验结果所得曲线进行对比,发现计算值和试验结果吻合良好。(3)运用ATENA软件,通过选择合适的单元和材料本构关系,建立起梁RCB和三根一次受力加固梁的有限元模型,进行了全过程的有限元模拟,通过对模拟结果的提取与分析,发现模拟结果和试验结果能够较好的吻合,验证了模型适用性,表明采用非线性的有限元方法来分析BFRP筋嵌入式加固混凝土梁的受弯性能是可行的。
【学位单位】：长安大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：TU37
【部分图文】：

试验梁钢筋配置详图

结构胶

BFRP筋嵌入式加固工艺流

【参考文献】

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本文编号：2825654