碳纤维加固不同损伤钢筋混凝土梁的有限元分析
发布时间：2020-12-09 04:08
纤维增强复合材料(FRP)是一种新型的高科技复合材料,起初FRP被应用于航空航天领域,现在已被土木工程行业广泛应用。相比其他的建筑材料,纤维复合材料拥有许多的优点:耐腐蚀、轻质高强、施工简单快捷、施工完成后无需养护等,被世界各国广泛的推广应用。基于FRP的研究现状,目前国内外的研究主要集中于未损伤的混凝土梁加固,本文针对损伤之后的再加固的钢筋混凝土梁进行了试验研究。进而通过ABAQUS有限元软件对试验进行了非线性有限元分析。本文的主要工作如下:首先,查阅相关的资料规范。对碳纤维加固材料的力学性能进行认识了解,并查阅国内外规范,总结碳纤维加固技术的方法理论。对比国内外的碳纤维加固规范,总结各国规范的异同和优缺点;对不同的规范提出了改进建议。其次,设计、制作一组三根相同的试验梁。并设计了以是否损伤,是否加固两组变量的试验梁的正截面抗弯承载力试验。试验结果表明:无论梁是否损伤,粘贴碳纤维都能有效的提高混凝土梁的极限承载能力,并且还能有效的抑制混凝土梁的裂缝发展速度。最后,本文运用ABAQUS有限元软件对试验进行了模拟。通过模拟对试验做了相应的补充和参考。通过比较有限元与试验数据的吻合程度,证...
【文章来源】：河北工程大学河北省
【文章页数】：68 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
(d)纠正设计或施工失误各种原因下要进行的结构加固Fig.1-1.Sttuehualreinforcementforvariousre8sons
I. E. Harik, M.ASCE[5]等人通过对 2 根基础梁和 12 外贴碳纤维布的加固梁进行四点弯的试验研究。得出了相同的条件下，经过锚固后的碳纤维材料加固混凝土梁，其抗弯强度提高了 58%左右。而未经过锚固的加固梁，其强度提高了49%。上述的研究表明，首先纤维复合材料能够有效的提高被加固结构的强度，其次，粘贴的纤维材料必须要经过必要的锚固措施，并且合适的锚固措施能够明显的增加加固效果，提高纤维复合材料的利用率。近年来，仍有不少关于此方面的研究。Ali Siad, Luaay Hussein[6]等（2017）对腐蚀损害后的混凝土梁用纤维复合材料加固修复。经过承载力试验之后，和基础梁进行对比。发现修复之后的梁尽管挠度发生了下降的现象，但是修复之后混凝土梁的承载能力几乎可以恢复到损伤之前的程度。Muhammad Ikramul KabirMahbubeSubhani[7]等人（2018）测试了用不同材料修复并用 CFRP 加固的混凝土梁的力学性能。此外，还建立了理论模型，为预测修复梁的极限弯矩承载力提出了设计准则。LUYi-yan[8]等人（2016）通过对比碳纤维布和钢板加固的钢筋混凝土梁的抗弯疲劳性能，研究了梁刚度的退化和挠度的发展过程，最后针对疲劳荷载下的承载力做了相关的假设，和理论分析。结果表明假设和理论分析与试验结
第 1 章 绪论系，表明实验结果和模拟结果能够吻合。之后，又通过此模型做了更加深入的研究，对比了用 U 型碳纤维材料对混凝土梁进行包裹下的加固性（图 1-2），最后表明经过 U 型包裹后的混凝土梁的能够有效地减缓加固材料与混凝土材料间的脱粘，整体梁的加固效果有明显的提高。
【参考文献】：
期刊论文
[1]碳纤维布加固钢筋混凝土短梁受弯试验及承载力计算[J]. 高丹盈,王廷彦,何亚军. 建筑结构学报. 2017(11)
[2]CFRP板侧面嵌贴加固钢筋混凝土梁试验研究[J]. 邓朗妮,陆云鹏,刘晓凤. 混凝土. 2017(03)
[3]碳纤维布加固损伤混凝土梁抗弯性能试验研究[J]. 刘相. 工程抗震与加固改造. 2016(04)
[4]基于试验的ABAQUS混凝土塑性损伤参数取值方法[J]. 李伟琛,韩小雷,崔济东. 结构工程师. 2016(02)
[5]Experimental study and analysis on fatigue stiffness of RC beams strengthened with CFRP and steel plate[J]. 卢亦焱,胡玲,李杉,王康昊. Journal of Central South University. 2016(03)
[6]体外预应力CFRP筋加固T形截面混凝土梁受弯性能试验研究[J]. 许锋,徐礼华,丁健,黄乐. 土木工程学报. 2014(06)
[7]ABAQUS中混凝土本构模型用于模拟结构静力行为的比较研究[J]. 聂建国,王宇航. 工程力学. 2013(04)
[8]碳纤维布加固钢筋混凝土梁受力性能的试验研究[J]. 董江峰,王清远,何东,彭泽伟. 应用力学学报. 2011(05)
[9]ABAQUS混凝土损伤塑性模型参数验证[J]. 张劲,王庆扬,胡守营,王传甲. 建筑结构. 2008(08)
[10]碳纤维布用于钢筋混凝土梁抗弯加固的试验研究[J]. 吴刚,安琳,吕志涛. 建筑结构. 2000(07)
博士论文
[1]CFRP筋体外预应力加固钢筋混凝土梁受弯性能研究[D]. 许锋.武汉大学 2014
[2]体外预应力混凝土简支梁的动力试验与理论分析[D]. 熊辉霞.华中科技大学 2009
硕士论文
[1]GFRP筋混凝土梁短期抗弯刚度及变形行为的研究[D]. 张鑫.哈尔滨工业大学 2015
[2]碳纤维布加固不同损伤混凝土梁抗弯性能的试验研究[D]. 刘其卓.武汉理工大学 2004
本文编号：2906240
【文章来源】：河北工程大学河北省
【文章页数】：68 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
(d)纠正设计或施工失误各种原因下要进行的结构加固Fig.1-1.Sttuehualreinforcementforvariousre8sons
I. E. Harik, M.ASCE[5]等人通过对 2 根基础梁和 12 外贴碳纤维布的加固梁进行四点弯的试验研究。得出了相同的条件下，经过锚固后的碳纤维材料加固混凝土梁，其抗弯强度提高了 58%左右。而未经过锚固的加固梁，其强度提高了49%。上述的研究表明，首先纤维复合材料能够有效的提高被加固结构的强度，其次，粘贴的纤维材料必须要经过必要的锚固措施，并且合适的锚固措施能够明显的增加加固效果，提高纤维复合材料的利用率。近年来，仍有不少关于此方面的研究。Ali Siad, Luaay Hussein[6]等（2017）对腐蚀损害后的混凝土梁用纤维复合材料加固修复。经过承载力试验之后，和基础梁进行对比。发现修复之后的梁尽管挠度发生了下降的现象，但是修复之后混凝土梁的承载能力几乎可以恢复到损伤之前的程度。Muhammad Ikramul KabirMahbubeSubhani[7]等人（2018）测试了用不同材料修复并用 CFRP 加固的混凝土梁的力学性能。此外，还建立了理论模型，为预测修复梁的极限弯矩承载力提出了设计准则。LUYi-yan[8]等人（2016）通过对比碳纤维布和钢板加固的钢筋混凝土梁的抗弯疲劳性能，研究了梁刚度的退化和挠度的发展过程，最后针对疲劳荷载下的承载力做了相关的假设，和理论分析。结果表明假设和理论分析与试验结
第 1 章 绪论系，表明实验结果和模拟结果能够吻合。之后，又通过此模型做了更加深入的研究，对比了用 U 型碳纤维材料对混凝土梁进行包裹下的加固性（图 1-2），最后表明经过 U 型包裹后的混凝土梁的能够有效地减缓加固材料与混凝土材料间的脱粘，整体梁的加固效果有明显的提高。
【参考文献】：
期刊论文
[1]碳纤维布加固钢筋混凝土短梁受弯试验及承载力计算[J]. 高丹盈,王廷彦,何亚军. 建筑结构学报. 2017(11)
[2]CFRP板侧面嵌贴加固钢筋混凝土梁试验研究[J]. 邓朗妮,陆云鹏,刘晓凤. 混凝土. 2017(03)
[3]碳纤维布加固损伤混凝土梁抗弯性能试验研究[J]. 刘相. 工程抗震与加固改造. 2016(04)
[4]基于试验的ABAQUS混凝土塑性损伤参数取值方法[J]. 李伟琛,韩小雷,崔济东. 结构工程师. 2016(02)
[5]Experimental study and analysis on fatigue stiffness of RC beams strengthened with CFRP and steel plate[J]. 卢亦焱,胡玲,李杉,王康昊. Journal of Central South University. 2016(03)
[6]体外预应力CFRP筋加固T形截面混凝土梁受弯性能试验研究[J]. 许锋,徐礼华,丁健,黄乐. 土木工程学报. 2014(06)
[7]ABAQUS中混凝土本构模型用于模拟结构静力行为的比较研究[J]. 聂建国,王宇航. 工程力学. 2013(04)
[8]碳纤维布加固钢筋混凝土梁受力性能的试验研究[J]. 董江峰,王清远,何东,彭泽伟. 应用力学学报. 2011(05)
[9]ABAQUS混凝土损伤塑性模型参数验证[J]. 张劲,王庆扬,胡守营,王传甲. 建筑结构. 2008(08)
[10]碳纤维布用于钢筋混凝土梁抗弯加固的试验研究[J]. 吴刚,安琳,吕志涛. 建筑结构. 2000(07)
博士论文
[1]CFRP筋体外预应力加固钢筋混凝土梁受弯性能研究[D]. 许锋.武汉大学 2014
[2]体外预应力混凝土简支梁的动力试验与理论分析[D]. 熊辉霞.华中科技大学 2009
硕士论文
[1]GFRP筋混凝土梁短期抗弯刚度及变形行为的研究[D]. 张鑫.哈尔滨工业大学 2015
[2]碳纤维布加固不同损伤混凝土梁抗弯性能的试验研究[D]. 刘其卓.武汉理工大学 2004
本文编号：2906240
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