AFRP加固钢筋混凝土梁界面粘结机理分析

发布时间：2018-01-06 02:15

本文关键词：AFRP加固钢筋混凝土梁界面粘结机理分析　出处：《华南理工大学》2013年硕士论文　论文类型：学位论文

【摘要】：外粘贴FRP（纤维增强塑料）片材加固混凝土结构技术是当今土木工程界兴起的一种全新的加固技术。由于其相对于传统的混凝土加固技术有着重量增加少、施工操作便捷、无腐蚀问题等优势，现在正被越来越广泛的应用于各类结构的加固改造中。在众多的FRP片材中，AFRP（芳纶纤维）又以良好的介电性、良好的耐腐蚀性、良好的热稳定性、良好的抗冲击性和耐疲劳性等优点，在加固领域有着独特的地位。AFRP-混凝土之间的界面力学行为是AFRP加固混凝土技术应用的关键问题。因此，深入研究并揭示AFRP-混凝土的界面粘结机理，对于完善粘贴AFRP加固技术有着重大意义。此外，由于AFRP粘贴混凝土的界面试验，现在还存在很多问题，故完善被广泛应用的有限元分析技术也是十分必要的。本文总结了到目前为止，国内外学者关于FRP加固混凝土结构界面问题的研究，引用Abdel Baky, H.基于有限元结果分析提出的界面局部粘结滑移关系，指出了目前采用有限元方法分析FRP加固混凝土结构界面性能中存在的一些问题。为解决采用有限元软件模拟时，模型中界面的处理问题和非线性分析难收敛的问题，本文采用在有限元模型中AFRP与混凝土的界面处设置三向正交弹簧的界面处理方式，提出将混凝土微平面模型引入到AFRP加固钢筋混凝土梁的界面分析中来。并基于ANSYS提供的二次开发工具UPFs，编制了混凝土微平面本构程序。为验证前述提法的可行性和正确性。采用前述的界面处理方式，使用通用有限元软件ANSYS对文献[35]中试验梁进行了三维建模。为确保计算的收敛性，采用位移控制的模式进行加载。分别按ANSYS自带的混凝土经典模型和本文编制的微平面模型进行了有限元模拟计算。通过对比两种模型下的模拟结果以及将有限元结果与试验结果对比。结果表明，，H. Abdel Baky基于有限元计算结果提出的局部粘结滑移关系具有较高的精确度；本文采用的设置三向正交弹簧的界面处理方式能够较好的反映AFRP加固混凝土梁的界面粘结性能；混凝土微平面模型与经典模型在结构弹性变形阶段的结果基本吻合；在混凝土发生压碎、开裂即非弹性变形阶段，混凝土微平面模型的模拟效果要优于经典模型。
[Abstract]:This paper studies and reveals the interfacial mechanics behavior of AFRP - concrete , which is a key problem in the application of AFRP - reinforced concrete . In addition , it is very necessary to perfect the applied finite element analysis technique . This paper summarizes the research on the interface problems of FRP reinforced concrete structures at home and abroad , and points out some problems existing in the interface performance of FRP reinforced concrete structures by using finite element method . In order to solve the problem of difficult convergence of the interface between the model and the concrete at the interface of AFRP and concrete in the finite element model , this paper proposes the introduction of concrete micro - plane model into the interface analysis of AFRP reinforced concrete beam . Based on the second development tool UPFs provided by ANSYS , a concrete micro - plane constitutive procedure is developed . In order to verify the feasibility and validity of the above - mentioned method , three - dimensional modeling of the test beam is carried out by using the general finite element software ANSYS . In order to ensure the convergence of the calculation , the displacement control mode is used for loading .

【学位授予单位】：华南理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TU375.1

【参考文献】