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《兰州大学》 2018年
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FRP-混凝土界面粘结性能的研究

彭旭  
【摘要】:FRP-混凝土界面的粘结性能以及剥离过程是外贴FRP加固技术应用的关键。首先,本文基于试验数据提出了一个用以模拟界面粘结性能的建议双线性粘结模型。利用3D有限元模型,本文比较了建议粘结模型和其他粘结模型在模拟FRP-混凝土粘结界面时的差异,并分析了FRP布的宽度、轴向刚度、粘结长度对荷载-位移曲线的影响。其次,本文在对原有3D有限元模型简化的基础上,提出了一个2D有限元建议模型。最后,通过2D有限元模型的预测结果,详细解释了FRP布剥离的过程,并提出了全面的荷载-位移的闭合公式。与收集的试验数据的对比表明,本文建议的粘结模型和荷载-位移的闭合公式比现有文献的结果更精确、稳定,所得结果可为安全、经济地应用FRP加固混凝土技术提供参考依据。本文的主要工作内容有:(1)基于试验数据,本文提出了一个FRP-混凝土界面的建议粘结-滑移模型。为了验证该模型的准确性,作者再次提出一个3D有限元模型,通过与已有模型及试验结果比较,证明了3D有限元模型的可行性且结果显示建议粘结模型在3D有限元模型中准确可行。本文经过对单元大小的敏感性分析,得到了单元大小的合理范围在30mm以下且不得过小。另外,对比FRP布宽度、轴向刚度、粘结长度数值模拟结果和试验结果,本文证明粘结模型可以准确的预测粘结-位移曲线。这也进一步说明了粘结-滑移模型的准确性及有限元计算模型的可行性。(2)本文对3D有限元模型进行合理地简化,并由此提出一个2D有限元模型。通过对单元Shell63及试验数据的分析,确定了2D有限元模型的可行性;利用2D有限元模型得到了单元大小的合理范围是0.1-10mm;此外,对粘结-滑移模型的曲线形状和FRP布宽的模拟分析更进一步验证了2D模型的可行性及准确性。(3)本文在粘结-滑移模型的基础提出了建议剥离承载力模型。另外基于2D有限元模拟的预测分析,本文详细地解释了FRP布剥离的全过程,并且提出了各个阶段荷载-位移的闭合公式。在此基础上,本文讨论了FRP布的宽度、粘结长度、厚度和弹性模量因素对闭合公式的影响,并证明了建议公式计算值与试验数据和有限元数值预测有较高的吻合度,这表明在预测FRP-混凝土粘结性能方面闭合公式是可靠的、准确的。
【学位授予单位】:兰州大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2018
【分类号】:TU528

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>湖南大学
相关作者
>吴泽媚
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