BFRP加固鋼筋混凝土梁受力性能的數(shù)值模擬研究.pdf

1、FRP片材加固法已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于建筑結(jié)構(gòu)的加固和維護(hù)中。在我國(guó),FRP對(duì)建筑物結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的加固主要集中在CFRP方向,但CFRP的價(jià)格昂貴。BFRP作為一種新型材料由于強(qiáng)度高、價(jià)格低、綠色環(huán)保等優(yōu)良性能,正逐步代替CFRP開(kāi)始應(yīng)用于結(jié)構(gòu)加固中。然而目前對(duì)BFRP加固結(jié)構(gòu)研究主要集中在實(shí)驗(yàn)部分,本課題從理論分析入手,應(yīng)用數(shù)值模擬的方法,建立BFRP正截面受彎梁和斜截面受剪梁加固數(shù)值模型,驗(yàn)證其正確性,總結(jié)數(shù)值模型建立的關(guān)鍵點(diǎn)和難點(diǎn),并分析

2、了BFRP加固厚度,加固長(zhǎng)度,梁幾何尺寸等模型參數(shù)對(duì)BFRP加固梁構(gòu)件的加固效果影響情況。本文所研究的主要工作如下:
　　(1)根據(jù)前人所完成的典型實(shí)驗(yàn)研究,對(duì)正截面受彎梁和斜截面受剪梁加載進(jìn)行數(shù)值模擬研究。由于實(shí)驗(yàn)中BFRP加固的大部分梁破壞模式為BFRP布撕裂破壞,故模型假設(shè)BFRP不產(chǎn)生剝離破壞,即不考慮BFRP與混凝土界面的位移滑移。通過(guò)選取單元類(lèi)型及本構(gòu)關(guān)系,耦合界面節(jié)點(diǎn),設(shè)置邊界條件,建立數(shù)值模型,驗(yàn)證數(shù)值模型的正確性

3、。
　　(2)通過(guò) BFRP加固正截面受彎梁進(jìn)行數(shù)值模擬研究,研究單一變量對(duì)BFRP加固鋼混土梁加固效果的影響。通過(guò)改變BFRP在梁底面的加固厚度,得到不同厚度BFRP加固梁后的屈服荷載和極限荷載,并給出建議的加固厚度;通過(guò)改變BFRP在梁底面的加固長(zhǎng)度,得出最適宜的加固長(zhǎng)度;通過(guò)改變梁的幾何尺寸,得出不同尺寸的梁在加固前后屈服荷載和極限荷載的增加值,給出并證明BFRP提高梁承載力的原因是BFRP起了受拉鋼筋的作用,提高了配筋率;

4、為了更準(zhǔn)確地反映出BFRP加固梁實(shí)際的破壞形態(tài),本文通過(guò)設(shè)置界面彈簧單元,簡(jiǎn)單分析了在考慮BFRP與混凝土界面有位移滑移的情況,得到了有無(wú)位移滑移下梁荷載-跨中位移曲線,得出了曲線間的關(guān)系,進(jìn)一步驗(yàn)證了數(shù)值模型的正確性。
　　(3)對(duì)BFRP加固斜截面受剪梁進(jìn)行數(shù)值模擬研究,研究單一變量對(duì)BFRP加固梁加固效果的影響。通過(guò)改變BFRP在側(cè)面的加固厚度,給出建議的加固厚度;通過(guò)對(duì)BFRP在側(cè)面的加固寬度和加固寬度的間距的單一改變,得