為研究采用表層嵌貼法加固后鋼筋混凝土梁的抗剪性能,推導(dǎo)加固梁抗剪承載力設(shè)計公式。本文基于Abaqus軟件,構(gòu)建表層嵌貼CFRP板條的T型梁模型,研究混凝土強度、配箍率、剪跨比、嵌貼角度、嵌貼間距對加固梁抗剪性能的影響,通過回歸得到相關(guān)影響因素下的CFRP板條的有效應(yīng)力表達(dá)式,建立表層嵌貼法的加固梁抗剪承載力表達(dá)式。研究表明:混凝土強度、剪跨比、板條的嵌貼間距和嵌貼角度對加固梁抗剪性能影響較大,配箍率對加固效果有一定的影響。表層嵌貼法對加固梁的撓度和極限承載力均有提高。將采用本文抗剪承載力表達(dá)式計算的結(jié)果與相關(guān)試驗值對比,吻合較好。 

【文章來源】：復(fù)合材料科學(xué)與工程. 2020,(08)北大核心

【文章頁數(shù)】：8 頁

【部分圖文】：

試件簡圖

采用Abaqus軟件建立2.1節(jié)中的表層嵌貼CFRP板條抗剪加固混凝土梁的有限元模型。建模時,混凝土采用損傷塑性模型,其單軸受拉和單軸受壓應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系分別按照GB 50010—2010《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》[11]取用;CFRP板條本構(gòu)采用線彈性模型;鋼筋本構(gòu)采用彈塑性模型�；炷�、CFRP板條均采用C3D8R單元,鋼筋采用T3D2單元。為避免應(yīng)力集中導(dǎo)致的有限元計算不收斂,本文在支座處和加載點處分別設(shè)置線彈性鋼墊塊,單元類型為C3D8R。墊塊與混凝土之間采用綁定(Tie)約束,加載點與墊塊之間采用耦合(Couple)約束,鋼筋和CFRP板條均通過嵌入?yún)^(qū)域約束(Embedded)埋置于混凝土中。在梁左、右兩端的剛性墊塊底部中線處,分別按簡支梁的受力特點設(shè)置邊界約束。加固梁建模如圖2所示,網(wǎng)格按照25 mm進(jìn)行劃分。2.3 有限元模型的驗證

為檢驗上述建模方法的合理性,本文采用經(jīng)Abaqus軟件模擬得到的荷載-撓度曲線與試驗所得到的進(jìn)行對比。因篇幅有限,僅與文獻(xiàn)[10]中的2S-R、2S-4LV、2S-4LI45、4S-R四根梁作為對比展示。本文選擇與原文相同撓度的提取點,即在加載點正下方的梁底部。從圖3、圖4中可以看出試件的模擬結(jié)果與試驗結(jié)果趨勢一致,從表2中可以看出試件的極限承載力及其對應(yīng)的撓度的有限元結(jié)果和試驗結(jié)果誤差均在15%以內(nèi),圖3中試驗梁2S-4LV出現(xiàn)了波動,但是文獻(xiàn)[10]中其他試件均未出現(xiàn)這種情況,筆者認(rèn)為該波動可能與試驗狀況有關(guān),加固梁的剛度較試驗梁有所差異可能是本文在建模過程中未考慮鋼筋-混凝土、FRP-混凝土間的粘結(jié)滑移導(dǎo)致,但整體趨勢、有限元結(jié)果與試驗結(jié)果的誤差能夠表明本文所建模型是合理的,可以進(jìn)一步進(jìn)行表層嵌貼CFRP板條抗剪加固鋼筋混凝土梁的影響因素分析,且采用本文模型的計算結(jié)果較試驗值更安全。圖4 荷載-撓度對比圖

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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本文編號：3609492