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负载下CFRP加固R.C双向板的理论研究及数值模拟

宁宁  
【摘要】:二十世纪八十年代,碳纤维增强聚合物(CFRP)开始应用于混凝土结构的加固,碳纤维复合材料由于重量轻(300g/m~2)、抗拉强度高(2300MPa-4450MPa)、耐腐蚀、施工简捷等优点,近年来在结构加固工程中得到广泛的应用。国内外研究表明:CFRP加固钢筋混凝土受弯构件能显著地提高承载力和刚度,减小挠度。在抗震加固后构件具有较好的延性。但由于钢筋混凝土双向板受力及破坏模式的特殊性,对CFRP加固双向板的研究较少,尤其是对负载下CFRP加固钢筋混凝土双向板的研究。本文在已有试验研究的基础上,对负载下CFRP加固钢筋混凝土双向板进行深入地分析与研究,本文主要研究内容如下: (1)结合已有的试验现象与理论分析,针对集中荷载作用下的简支加固双向板,推导了不同加固方式下考虑负载的承载力计算公式。 (2)结合理论计算公式,对负载大小、配筋率、混凝土强度、加固量等各种因素下负载对CFRP加固双向板承载力的影响进行了分析。分析表明:CFRP加固钢筋混凝土双向板的承载力显著提高;负载对承载力影响很小,可以忽略。 (3)推导了CFRP加固双向板的短期刚度计算公式并验证公式的有效性,利用该公式对不同负载水平下板的挠度进行计算。计算结果表明:负载水平对刚度的影响较大不能忽略。 (4)利用有限元软件ANSYS对CFRP加固双向板进行全过程数值模拟,并将模拟结果与理论计算结果进行比较,结果表明:a)利用线性塑性铰线模式进行简化是符合实际的;b)承载力计算结果与有限元分析的结果较吻合;c)挠度分析结果虽然与计算结果有一定偏差,但符合变化规律。模拟结果进一步论证了理论推导和计算结果的有效性。


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