本文關(guān)鍵詞：FRP加固混凝土梁剛度及變形非線性有限元分析，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：混凝土結(jié)構(gòu)會隨著時間慢慢出現(xiàn)風(fēng)化、開裂等各種問題,部分結(jié)構(gòu)不能達到正常使用要求,存在安全隱患,另外,出現(xiàn)的結(jié)構(gòu)裂縫會引起人們心理上的恐慌。為了使建筑結(jié)構(gòu)繼續(xù)安全使用,減少拆蓋經(jīng)費,充分發(fā)揮其使用價值,通常情況下對此類建筑物采取加固或改造建設(shè)。FRP(Fiber Reinforced Plastic/Polymer,縮寫FRP)作為近幾年應(yīng)用最為廣泛的加固材料之一,在加固和改造工程中越來越受青睞。FRP包括CFRP(Carbon Fiber Reinforced Polymer/Plastic)、GFRP(Glass Fiber Reinforced Polymer/Plastic)以及AFRP(Aramid Fiber Reinforced Polymer/Plastic)等多種材料,本文主要選取CFRP和GFRP為加固材料,研究鋼筋混凝土梁加固后的變形和剛度以及裂縫分布情況,主要內(nèi)容如下:1.本文依據(jù)本項目的混凝土加固梁抗彎試驗確定出有效合理的FRP加固混凝土梁變形及剛度分析的非線性有限元分析方案。詳細分析了材料的本構(gòu)關(guān)系和混凝土的破壞準則,緊接著又對基于ANSYS軟件的模型參數(shù)、網(wǎng)格劃分以及加載設(shè)置加以討論,建立與試驗中混凝土梁相對應(yīng)的有限元仿真模型。2.依據(jù)數(shù)值模型,對試驗梁進行有限元分析,同時對不同長度的碳纖維板加固梁進行模擬。并將有限元模擬結(jié)果與試驗結(jié)果對比分析,分析各種參數(shù)(如纖維粘貼長度、纖維粘貼層數(shù)、纖維種類等)變化對鋼筋混凝土梁加固效果的影響。3.由對比分析可知,粘貼FRP可以提高混凝土梁的極限承載力、減小梁撓度變形、減緩梁受拉區(qū)裂縫的發(fā)展,承載力提高并不是線性增加,增長趨勢慢慢平緩;CFRP片材對梁的加固效果好于GFRP,但前者加固成本高出后者幾倍;相同的FRP片材對低配筋率的混凝土梁加固效果更好,FRP片材利用率較高,但梁的受彎承載力提高的同時延性也會相對降低。4.分析結(jié)果表明,有限元分析可以很好的模擬混凝土梁的變形及開裂過程,且與試驗結(jié)果基本吻合,可以對一些實際工程加固前進行預(yù)演模擬,對工程加固具有指導(dǎo)作用。
【關(guān)鍵詞】：混凝土梁 FRP 變形 裂縫 有限元分析
【學(xué)位授予單位】：濟南大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TU37
【目錄】：

• 摘要8-10
• Abstract10-12
• 第一章 緒論12-20
• 1.1 課題研究意義及目的12-14
• 1.2 國內(nèi)外試驗研究現(xiàn)狀14-16
• 1.2.1 國外FRP加固梁剛度和變形的試驗研究14-15
• 1.2.2 國內(nèi)FRP加固梁剛度和變形的試驗研究15-16
• 1.3 FRP加固混凝土梁有限元分析的研究現(xiàn)狀16-18
• 1.3.1 國外FRP加固混凝土梁有限元分析的研究現(xiàn)狀16-17
• 1.3.2 國內(nèi)FRP加固混凝土梁有限元分析的研究現(xiàn)狀17-18
• 1.4 本文研究內(nèi)容18-20
• 第二章 FRP加固混凝土梁變形和剛度試驗研究20-26
• 2.1 試驗研究方案20-23
• 2.1.1 試件設(shè)計與制作20
• 2.1.2 材料力學(xué)性能參數(shù)20-21
• 2.1.3 試驗加固方案21-22
• 2.1.4 加載方式和儀表布置22-23
• 2.2 試驗現(xiàn)象與結(jié)果分析23-24
• 2.3 本章小結(jié)24-26
• 第三章 FRP加固混凝土梁有限元分析材料本構(gòu)關(guān)系26-48
• 3.1 概述26-27
• 3.2 有限元模型的選擇27-28
• 3.3 材料本構(gòu)關(guān)系28-36
• 3.3.1 混凝土本構(gòu)關(guān)系28-33
• 3.3.2 鋼筋的本構(gòu)關(guān)系33-36
• 3.3.3 FRP片材本構(gòu)關(guān)系36
• 3.4 混凝土的破壞準則36-46
• 3.5 本章小結(jié)46-48
• 第四章 FRP加固混凝土梁有限元分析前處理與加載48-62
• 4.1 有限元模型單元選取48-55
• 4.1.1 混凝土48-53
• 4.1.2 鋼筋53-55
• 4.1.3 纖維片材55
• 4.2 實常數(shù)與材料屬性55-56
• 4.3 網(wǎng)格劃分56-58
• 4.4 加載分析58-60
• 4.4.1 荷載及其施加59
• 4.4.2 荷載步選項與設(shè)置59-60
• 4.5 本章小結(jié)60-62
• 第五章 FRP加固混凝土梁非線性有限元分析后處理62-76
• 5.1 混凝土梁各模型有限元分析結(jié)果62-67
• 5.1.1 加固前后對比62-63
• 5.1.2 CFRP板材粘貼長度63-65
• 5.1.3 纖維種類65-66
• 5.1.4 縱向受拉筋配筋率66-67
• 5.2 有限元分析結(jié)果與試驗結(jié)果對比67-70
• 5.2.1 混凝土梁跨中荷載-位移曲線圖67-69
• 5.2.2 有限元分析數(shù)結(jié)果產(chǎn)生結(jié)果原因分析69-70
• 5.3 裂縫的發(fā)展70-74
• 5.3.1 A組混凝土梁裂縫分布模擬70-71
• 5.3.2 B組混凝土梁裂縫分布模擬71-73
• 5.3.3 混凝土梁裂縫分布影響因素73
• 5.3.4 破壞方式及分析73-74
• 5.4 本章小結(jié)74-76
• 第六章 結(jié)論與展望76-78
• 6.1 結(jié)論76-77
• 6.2 展望77-78
• 參考文獻78-82
• 致謝82

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