【摘要】：玄武巖纖維(BFRP)復(fù)合材料是一種新型復(fù)合材料,具有強(qiáng)度高、耐腐蝕、耐高溫、良好的延伸率以及價(jià)格低廉等優(yōu)點(diǎn),當(dāng)前越來(lái)越受到國(guó)內(nèi)外專家學(xué)者的青睞。本文基于試驗(yàn)研究與有限元數(shù)值分析理論對(duì)玄武巖纖維布加固鋼筋混凝土T型梁的受彎性能進(jìn)行了數(shù)值分析,以期為工程應(yīng)用提供依據(jù)。本文采用ABAQUS有限元數(shù)值分析軟件,結(jié)合損傷斷裂原理,對(duì)BFRP加固鋼筋混凝土T型梁加固后力學(xué)性能進(jìn)行了數(shù)值分析與驗(yàn)證。采用了內(nèi)聚力模型的損傷和開裂行為來(lái)模擬粘接界面,通過(guò)有限元數(shù)值結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果的對(duì)比,驗(yàn)證了有限元模型的合理性,并進(jìn)一步研究了翼緣高度、配筋率、彈性模量、粘貼層數(shù)、U型箍布置情況和二次受力情況等主要因素對(duì)加固效果的影響。有限元分析結(jié)果表明:試驗(yàn)工況下,武巖纖維布加固鋼筋混凝土T型梁粘接膠層沒有發(fā)生破壞,能夠有效傳遞混凝土梁與玄武巖纖維布之間的應(yīng)力;加固翼緣較高的T型梁,承載力提高較多,加固效果更為明顯;玄武巖纖維布適用于加固配筋率相對(duì)較低的適筋梁,配筋率較高時(shí)加固效果不明顯;彈性模量較高的玄武巖纖維布能夠提高截面的極限承載力,不過(guò)會(huì)降低截面延性;增加U型箍可以提高截面抗剪能力,改善加固效果;二次受力情況的結(jié)構(gòu)加固效果會(huì)由于初始負(fù)荷的增加而降低,同時(shí)延性也會(huì)相應(yīng)降低。本文結(jié)合有限元數(shù)值分析結(jié)果與已有試驗(yàn)研究結(jié)果,分析了對(duì)BFRP加固鋼筋混凝土T型梁加固效果起主要作用的影響因素,提出較為經(jīng)濟(jì)合理的玄武巖纖維布加固方式,總結(jié)出工程加固方案與設(shè)計(jì)方法建議,為實(shí)際工程應(yīng)用提供一定的參考。本文的創(chuàng)新點(diǎn):以試驗(yàn)為基礎(chǔ),采用數(shù)值分析的方法,分析了加固梁在各種影響因素下的破壞模式;選用界面單元模擬了玄武巖纖維布與鋼筋混凝土之間的粘接膠層;數(shù)值模擬了在二次受力情況下,玄武巖纖維布的加固效果。
[Abstract]:Basalt fiber (BFRP) composite is a new type of composite material, which has the advantages of high strength, corrosion resistance, high temperature resistance, good elongation and low price, etc. At present, it is more and more favored by experts and scholars at home and abroad. Based on the experimental study and finite element numerical analysis theory, the flexural behavior of reinforced concrete T-beam strengthened with basalt fiber sheet is analyzed numerically in this paper, in order to provide the basis for engineering application. In this paper, the mechanical properties of reinforced concrete T-beam strengthened by BFRP are numerically analyzed and verified by using the finite element analysis software ABAQUS and the principle of damage and fracture. The damage and cracking behavior of cohesive force model is used to simulate the bonding interface. The rationality of the finite element model is verified by comparing the finite element numerical results with the experimental results, and the flange height, reinforcement ratio and elastic modulus are further studied. The influence of main factors, such as the arrangement of U type hoop and the secondary force, on the reinforcement effect. The results of finite element analysis show that the adhesive layer of reinforced concrete T-beam strengthened with Wuyan fiber sheet has not been destroyed, and the stress between concrete beam and basalt fiber cloth can be transferred effectively, and the T-beam with high flange can be strengthened. The bearing capacity is improved more, the reinforcement effect is more obvious, the basalt fiber cloth is suitable for the reinforcement beam with relatively low reinforcement ratio, but the reinforcement effect is not obvious when the reinforcement ratio is high. The high elastic modulus of basalt fiber cloth can increase the ultimate bearing capacity of the section, but reduce the ductility of the section, increase the U type hoop can improve the shear capacity of the section and improve the reinforcement effect. The reinforcement effect of the secondary load will decrease with the increase of the initial load, and the ductility will decrease accordingly. Based on the results of finite element numerical analysis and experimental research, this paper analyzes the main influence factors on the reinforcement effect of reinforced concrete T-beam strengthened by BFRP, and puts forward a more economical and reasonable strengthening method of basalt fiber cloth. The suggestion of reinforcement scheme and design method is summarized, which provides some reference for practical engineering application. The innovations of this paper are as follows: based on the experiment, the failure mode of strengthened beams under various influence factors is analyzed by numerical analysis, and the adhesive layer between basalt fiber cloth and reinforced concrete is simulated by interface element. The reinforcement effect of basalt fiber cloth is simulated numerically.
【學(xué)位授予單位】：重慶大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TU375.1

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2222828