本文關(guān)鍵詞： FRP-混凝土組合梁 受彎性能 破壞模式 有限元 ABAQUS　出處：《湖南大學(xué)》2014年碩士論文　論文類(lèi)型：學(xué)位論文

【摘要】：FRP(纖維增強(qiáng)復(fù)合材料)由于具有抗拉強(qiáng)度高,較好的抗腐蝕能力等優(yōu)點(diǎn),近年來(lái)受到了工程界的關(guān)注,尤其是在結(jié)構(gòu)加固領(lǐng)域。但是對(duì)于新建的FRP構(gòu)件,相關(guān)的研究比較少。本文研究了一種新型FRP-混凝土組合梁,并對(duì)該梁進(jìn)行了受彎性能的理論分析和有限元模擬。主要的研究工作如下：(1)在大量查閱國(guó)內(nèi)外文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上,對(duì)FRP-混凝土組合梁的研究現(xiàn)狀進(jìn)行了較為全面的闡述和分析。從細(xì)觀(guān)力學(xué)開(kāi)始,分析了FRP各組成成分的受力特點(diǎn),再?gòu)暮暧^(guān)力學(xué)的角度,分析了FRP這種正交各向異性材料的彈性常數(shù)。在單層材料的基礎(chǔ)上,進(jìn)一步探討了由單層材料組成的多層材料的整體受力特性。(2)根據(jù)組合梁的截面受力特點(diǎn),分析了組合梁可能出現(xiàn)的破壞模式,然后進(jìn)行了相關(guān)理論分析,對(duì)于配置鋼筋的FRP-混凝土組合梁,破壞模式有三種,對(duì)于不配置鋼筋的FRP-混凝土組合梁,破壞模式有兩種。在分析各種破壞模式的計(jì)算模型基礎(chǔ)上,推導(dǎo)了以上幾種情況下的FRP-混凝土組合梁極限承載力的理論計(jì)算公式。(3)對(duì)GFRP布加固鋼筋混凝土梁的受彎試驗(yàn)研究進(jìn)行了有限元分析,有限元結(jié)果與試驗(yàn)值吻合得比較好,說(shuō)明本文中建立有限元模型的方法比較合理、可靠。設(shè)計(jì)了16種承受四點(diǎn)彎曲荷載的FRP-混凝土組合梁,以FRP-混凝土組合梁為例分析了ABAQUS建模的具體步驟以及FRP材料在A(yíng)BAQUS中的具體實(shí)現(xiàn)；對(duì)有限元分析結(jié)果進(jìn)行分析,給出了FRP,混凝土組合梁的兩類(lèi)破壞模式以及各型號(hào)梁的抗彎承載力及跨中位移,分析了彎曲和剪切破壞的特點(diǎn),比較了兩種典型破壞模式的混凝土與FRP的應(yīng)力和應(yīng)變等。分析了FRP-混凝土組合梁受彎性能的影響因素,包括：FRP層數(shù)、配筋率、混凝土強(qiáng)度、FRP鋪層角度。將有限元分析的結(jié)果和按第3章推導(dǎo)公式計(jì)算的結(jié)果進(jìn)行了比較,結(jié)果表明,對(duì)于極限承載力,有限元分析結(jié)果和推導(dǎo)公式計(jì)算結(jié)果符合較好。
[Abstract]:FRP (Fiber reinforced Composites) has attracted much attention in recent years because of its high tensile strength and good corrosion resistance. Especially in the field of structural strengthening, but for the newly built FRP members, there are few related studies. This paper studies a new type of FRP-concrete composite beam. The theoretical analysis and finite element simulation of the bending behavior of the beam are carried out. The main research work is as follows: 1) on the basis of consulting a large number of domestic and foreign literature. The research status of FRP- concrete composite beam is expounded and analyzed comprehensively. From the point of view of micromechanics, the mechanical characteristics of each component of FRP are analyzed, and then from the point of view of macroscopic mechanics. The elastic constants of FRP, an orthotropic material, are analyzed. In this paper, the overall stress characteristics of multi-layer materials composed of single-layer materials are further discussed. (2) according to the cross-section stress characteristics of composite beams, the possible failure modes of composite beams are analyzed, and then the relevant theoretical analysis is carried out. For FRP- concrete composite beams with reinforcement, there are three failure modes, and for FRP- concrete composite beams without reinforcement. There are two kinds of failure modes. The theoretical calculation formula of ultimate bearing capacity of FRP- concrete composite beams under the above conditions is derived. The finite element analysis is carried out on the flexural tests of reinforced concrete beams strengthened with GFRP sheets. The finite element results are in good agreement with the experimental data, which shows that the finite element model in this paper is reasonable and reliable. Sixteen kinds of FRP- concrete composite beams subjected to four-point bending load are designed. Taking FRP- concrete composite beam as an example, the concrete steps of ABAQUS modeling and the realization of FRP material in ABAQUS are analyzed. The results of finite element analysis are analyzed, two kinds of failure modes of FRP, concrete composite beams, flexural bearing capacity and mid-span displacement of various types of beams are given, and the characteristics of bending and shear failure are analyzed. The stress and strain of two typical failure modes of concrete and FRP are compared, and the factors influencing the flexural behavior of FRP-concrete composite beams are analyzed, including the number of layers, the ratio of reinforcement, and the strength of concrete. The results of finite element analysis are compared with those calculated according to the formula derived in Chapter 3. The results show that the ultimate bearing capacity is obtained. The results of finite element analysis are in good agreement with the calculated results of the derived formula.
【學(xué)位授予單位】：湖南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類(lèi)號(hào)】：TU398.9

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 肖輝,李?lèi)?ài)群,陳麗華,杜德潤(rùn),石啟印;鋼與混凝土組合梁的發(fā)展、研究和應(yīng)用[J];特種結(jié)構(gòu);2005年01期

2 堯國(guó)皇;林松;陳宜言;;鋼箱-混凝土組合梁抗彎力學(xué)性能研究[J];特種結(jié)構(gòu);2010年02期

3 呼玉琴;;部分外包混凝土組合梁非線(xiàn)性分析[J];安陽(yáng)師范學(xué)院學(xué)報(bào);2013年02期

4 劉航,李晨光,聶建國(guó);體外預(yù)應(yīng)力鋼與混凝土組合梁試驗(yàn)研究[J];建筑技術(shù)開(kāi)發(fā);2002年11期

5 王連廣,許偉,朱浮聲,劉之洋;鋼板與輕骨料混凝土組合梁試驗(yàn)研究[J];東北大學(xué)學(xué)報(bào);2002年12期

6 薛偉辰,李昆,李杰;鋼混凝土組合梁低周反復(fù)荷載試驗(yàn)研究[J];地震工程與工程振動(dòng);2002年06期

7 周天華,何�？�,李鑫全,王光煜,丁兆如;帽形冷彎薄壁型鋼混凝土組合梁的試驗(yàn)研究[J];建筑結(jié)構(gòu);2003年01期

8 舒小娟,鐘新谷,沈明燕;差分法計(jì)算鋼箱-混凝土組合梁的純扭轉(zhuǎn)剛度及剪應(yīng)力[J];南方冶金學(xué)院學(xué)報(bào);2003年05期

9 聶建國(guó),王洪全,譚英,陳戈;鋼-高強(qiáng)混凝土組合梁的試驗(yàn)研究[J];建筑結(jié)構(gòu)學(xué)報(bào);2004年01期

10 舒小娟;鐘新谷;沈明燕;;鋼箱-混凝土組合梁抗彎承載力理論與試驗(yàn)研究對(duì)比分析[J];鐵道科學(xué)與工程學(xué)報(bào);2005年06期

相關(guān)會(huì)議論文 前10條

1 施耀忠;;鋼筋混凝土組合梁結(jié)合面抗剪模型研究[A];第二屆全國(guó)公路科技創(chuàng)新高層論壇論文集（上卷）[C];2004年

2 劉航;李晨光;魯昂;聶建國(guó);;預(yù)應(yīng)力鋼與混凝土組合梁試驗(yàn)研究[A];土木工程與高新技術(shù)——中國(guó)土木工程學(xué)會(huì)第十屆年會(huì)論文集[C];2002年

3 劉航;李晨光;魯昂;聶建國(guó);高璀旭;;簡(jiǎn)支預(yù)應(yīng)力鋼與混凝土組合梁試驗(yàn)研究[A];新世紀(jì)預(yù)應(yīng)力技術(shù)創(chuàng)新學(xué)術(shù)交流會(huì)論文集[C];2002年

4 舒小娟;鐘新谷;沈明燕;;差分法分析鋼箱-混凝土組合梁純扭轉(zhuǎn)問(wèn)題[A];中國(guó)鋼協(xié)鋼-混凝土組合結(jié)構(gòu)分會(huì)第九次年會(huì)論文集[C];2003年

5 張延林;韓慶華;李凱敏;;鋼與混凝土組合梁結(jié)構(gòu)在水運(yùn)工程中的應(yīng)用研究[A];慶祝劉錫良教授八十華誕暨第八屆全國(guó)現(xiàn)代結(jié)構(gòu)工程學(xué)術(shù)研討會(huì)論文集[C];2008年

6 張旭;秦國(guó)鵬;;鋼骨高性能再生混凝土組合梁非線(xiàn)性分析[A];第22屆全國(guó)結(jié)構(gòu)工程學(xué)術(shù)會(huì)議論文集第Ⅲ冊(cè)[C];2013年

7 方秦;柳景春;張亞棟;;爆炸荷載作用下鋼板與鋼筋混凝土組合梁動(dòng)力響應(yīng)分析[A];第六屆全國(guó)結(jié)構(gòu)工程學(xué)術(shù)會(huì)議論文集（第三卷）[C];1997年

8 夏培秀;鄒廣平;王開(kāi)亞;;集中載荷作用下鋼板夾芯混凝土組合梁的變形分析[A];中國(guó)力學(xué)大會(huì)——2013論文摘要集[C];2013年

9 王力;黃保魁;吳振聲;朱聘儒;;用有限單元法分析鋼筋混凝土組合梁若干問(wèn)題[A];混凝土結(jié)構(gòu)基本理論及應(yīng)用第二屆學(xué)術(shù)討論會(huì)論文集（第三卷）[C];1990年

10 劉殿忠;劉寒冰;;鋼-輕骨料混凝土組合梁的有效寬度分析[A];中國(guó)鋼協(xié)鋼-混凝土組合結(jié)構(gòu)分會(huì)第十一次年會(huì)論文集[C];2007年

相關(guān)重要報(bào)紙文章 前2條

1 夏軍;實(shí)現(xiàn)維修加固舊有橋梁交通不中斷[N];科技日?qǐng)?bào);2006年

2 ;預(yù)應(yīng)力鋼——混疑土組合梁受力性能與設(shè)計(jì)方法研究[N];湖南日?qǐng)?bào);2004年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前9條

1 解恒燕;內(nèi)置鋼箱—混凝土組合梁受力性能與設(shè)計(jì)方法研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2007年

2 夏培秀;鋼板夾芯混凝土組合梁力學(xué)性能與破壞機(jī)理研究[D];哈爾濱工程大學(xué);2012年

3 劉殿忠;鋼—輕骨料混凝土組合梁計(jì)算方法與試驗(yàn)研究[D];吉林大學(xué);2008年

4 張格明;預(yù)應(yīng)力內(nèi)置灌漿方鋼管桁架混凝土組合梁基本問(wèn)題研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2007年

5 柳旭東;空腹灌漿圓鋼管桁架—混凝土組合梁受力性能研究及應(yīng)用[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2007年

6 代艷杰;鋼—輕骨料混凝土組合梁設(shè)計(jì)與理論研究[D];吉林大學(xué);2009年

7 莫時(shí)旭;鋼箱—混凝土組合梁結(jié)構(gòu)行為試驗(yàn)研究與分析[D];西南交通大學(xué);2007年

8 王德選;預(yù)應(yīng)力CFRP布加固鋼箱梁與混凝土組合梁力學(xué)性能[D];東北大學(xué)　;2009年

9 王鈞;內(nèi)置H型鋼預(yù)應(yīng)力混凝土組合梁受力性能與設(shè)計(jì)方法研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2010年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 盧顯濱;雙鋼板—混凝土組合梁擬靜力試驗(yàn)研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2015年

2 廖樂(lè)佳;FRP-混凝土組合梁受彎性能理論分析及其數(shù)值模擬研究[D];湖南大學(xué);2014年

3 陳寶軍;索—混凝土組合梁結(jié)構(gòu)抗震性能研究[D];河北理工大學(xué);2008年

4 范思冬;索—混凝土組合梁結(jié)構(gòu)非線(xiàn)性分析[D];河北理工大學(xué);2010年

5 湯德亮;冷彎薄壁型鋼—混凝土組合梁受力性能分析研究[D];合肥工業(yè)大學(xué);2010年

6 周期源;冷彎薄壁型鋼—混凝土組合梁抗彎承載性能研究[D];南昌大學(xué);2006年

7 談遂;鋼桁架—混凝土組合梁空間有限元分析[D];中南大學(xué);2007年

8 李春月;鋼板—混凝土組合梁受力性能研究[D];湘潭大學(xué);2011年

9 張延林;鋼與混凝土組合梁結(jié)構(gòu)在水運(yùn)工程中的應(yīng)用研究[D];天津大學(xué);2008年

10 劉滔;鋼箱—混凝土組合梁粘結(jié)滑移性能研究[D];湖南科技大學(xué);2012年

，

本文編號(hào)：1492618