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《西南大学》 2008年
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CFRP抗弯加固钢筋混凝土梁的锚固有限元研究

谭贤秀  
【摘要】: CFRP抗弯加固钢筋混凝土梁的脆性剥离破坏给工程实践造成了严重的影响,研究表明对加固梁进行锚固在一定程度上可以避免剥离破坏的发生,但关于锚固措施的研究还处于起步阶段。本文在现有理论和实验研究基础上,采用ANSYS数值分析方法对U形箍锚固加固梁进行了有限元仿真,系统地研究了各种锚固形式对加固梁的受力过程的影响,提出了CFRP抗弯加固钢筋混凝土梁的U形箍锚固措施。具体内容如下: 首先分析了CFRP抗弯加固钢筋混凝土梁的研究现状,提出了进行锚固研究的必要性。根据钢筋混凝土相关理论及现有研究成果,阐述了加固梁的剥离破坏过程、破坏形式以及U形箍锚固的基本原理。CFRP抗弯加固钢筋混凝土梁的剥离破坏是局部应力集中以及混凝土裂缝发展引起的,可以通过控制裂缝发展、减小碳纤维应变的方式来避免剥离破坏的发生。 通过两根钢筋混凝土梁的有限元分析,结合试验结果,对CFRP抗弯加固钢筋混凝土梁的有限元模型进行了实验验证。根据有限元法的基本原理和各种材料的力学性能,选择了相应的材料本构关系和单元类型,用分离式模型建立了加固梁的有限元模型。有限元结果与实验结果吻合较好,能够较准确的反映出梁的受力特征和受力过程,为加固梁的锚固分析提供了比较可靠的依据。 文中对19根U形箍锚固的CFRP抗弯加固钢筋混凝土梁进行了有限元计算,与1根未锚固梁对比分析,并结合相关实验结果,提出了U形箍锚固措施。考虑的参数有U形箍布置位置、宽度、高度和问距,考察了锚固形式对CFRP抗弯加固钢筋混凝土梁的承载力、裂缝、碳纤维应变、钢筋应力等的影响。结果表明:采用U形箍对CFRP抗弯加固钢筋混凝土梁进行锚固,在一定程度上提高了梁的承载能力,减小了梁的挠度,控制了裂缝的发展,减小了底部碳纤维的应变和箍筋的应力,不同的锚固方式将产生不同的效果。建议在剪跨区等间距布置U形箍,并在集中荷载作用处布置U形箍,可以根据需要,在跨中布置U形箍,U形箍的宽度、高度和间距应满足一定的技术要求。
【学位授予单位】:西南大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2008
【分类号】:TU375.1

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