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《重庆大学》 2003年
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碳纤维布加固钢筋混凝土梁的数值分析

王小荣  
【摘要】: 碳纤维布(CFRP)加固修补混凝土结构技术是一项新兴的结构加固技术,它是利用树脂类胶结材料将碳纤维材料粘贴于混凝土表面,从而达到对结构构件补强加固及改善结构受力性能的目的。由于碳纤维材料的轻质、耐腐、高强及施工便利,在加固领域得到了大量应用。 大型通用软件ANSYS在土木工程上的运用是非常优秀的,具有强大的线性和非线性处理能力;并且提供给用户许多友好的二次开发接口环境,如APDL(ANSYS Parameter Design Language)、UIDL(User Interface Design)、UPFs( User Routines and Non-Standard Uses)等。 本文首先分析了目前碳纤维布加固钢筋混凝土结构技术研究状况,在此基础上提出了用ANSYS 软件对碳纤维布加固钢筋混凝土梁的机理进行数值分析,并利用ANSYS的二次开发接口加入了用户单元。 对ANSYS在土木工程上的应用进行了研究,包括混凝土、钢筋和碳纤维布单元的选取及参数的设置;钢筋混凝土有限元分析模型的类型;非线性分析选项的应用;非线性收敛的处理;平截面假定、耦合和单元生死的应用等。 由于在碳纤维布加固钢筋混凝土结构的施工过程中是先卸去部分荷载,再粘贴碳纤维布,这就存在二次受力。本文利用ANSYS具有的单元生死功能对此问题进行了成功模拟。 根据许多的实验来看,粘结层对碳纤维布加固钢筋混凝土结构的效果有很大影响,所以在数值分析中考虑粘结层就具有很现实的意义。根据粘结层的性质,提出了用Goodman单元(节理元)来模拟粘结层,并编制了相应的单元程序。 实例中主要分析了:①钢筋混凝土梁的弯曲数值分析 ②碳纤维布加固钢筋混凝土梁数值分析 ③碳纤维布加固钢筋混凝土框架结构的数值分析 ④考虑二次受力的数值分析 ⑤考虑粘结层粘结力的数值分析。 最后对碳纤维布粘结层数优化和加固柱的包裹位置优化进行了一定的探讨。
【学位授予单位】:重庆大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2003
【分类号】:TU375

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