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1、羅揚(yáng)飛等：FRP嵌貼加固RC梁有限元分析63FRP嵌貼加固RC梁有限元分析羅揚(yáng)飛，汪光滿，姚諫(1．浙江大學(xué)結(jié)構(gòu)工程研究所。杭州310058；2．浙江綠城建筑設(shè)計(jì)有限公司。杭州310013；3．浙江樹(shù)人大學(xué)城建學(xué)院。杭州310015)【摘要】為了進(jìn)一步研究表層嵌貼FRP抗彎加固鋼筋混凝土梁的性能，本文結(jié)合了已有試驗(yàn)中的14根試件建立了三維非線性有限元模型，主要分析了加固梁的極限承載力、荷載一位移曲線以及破壞模式。計(jì)算結(jié)果表明：采用本文有限元方案分析的結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果吻合較好；嵌貼長(zhǎng)度、CFRP板條寬度對(duì)于加固效果和破壞模式有重要影響?！?/p>
2、關(guān)鍵詞】表層嵌貼；FRP板條；抗彎加固；有限元【中圖分類號(hào)】3XJ375．1【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】B【文章編號(hào)】1001—6864(2o10)05—0063—03F田rIEEL廈團(tuán)ANAI江S0lFRC腿AMS】Ⅱ丁lAI．Y【1G-I1印EIEDⅥ唧NSMFRPLUOYang-fei，WANGGuang-manI，YAOJian'(1．InstituteofStructuralEngineering，ZhejiangUniversity，Hangzhou310027，China；2．ZhejiangGreentonArchitectural
3、DesignCo．，Ltd．，nangzhou310013，China；3．CollegeofUrbanConstruction，ZhejiangShurenUniversity，nangzhou310015，China)Abstract：ForlCurtherresearchonthebchaviourofRCbeamsflexuraUystrengthenedwithNSMnstrips，afiniteelementmodelisestablishedbasedonthe14specimensof∞-jStingexperimen
4、t．Theresultssuchasultimateloadsandload—deflectionbehaviouragreewellwiththeexperiment；en1l×lInentlengthandstripswidthhavegreatinfluenceOns臼eng￡}leningefectandfailurenlode．Keywords：NSM；FRPstrips；flexuralstrengthening；finiteelements結(jié)構(gòu)的加固已經(jīng)受到世界各國(guó)的廣泛重視，其中纖維增強(qiáng)復(fù)合材料(FRP)具有輕質(zhì)、高強(qiáng)
5、、耐腐蝕等優(yōu)越的性能。表層嵌貼法作為一種較為新興的加固方式，目前仍處于初步的研究階段，具有很好的發(fā)展前景。文獻(xiàn)[1]對(duì)近年來(lái)國(guó)外研究表層嵌貼FRP加固方『22l面做了較為全面的綜述和展望。150有限元法作為一種有效的模擬試驗(yàn)的手段，能方f——1便、經(jīng)濟(jì)地分析各種參數(shù)對(duì)于加固效果的影響，有較強(qiáng)的適用性，部分學(xué)者對(duì)于外貼法的抗彎加固做了一蠡[定的研究工作【4J，而對(duì)于表層嵌貼加固法的有限元分析，相對(duì)較少L5J。本文利用大型通用有限元分析軟件(b系列梁受拉縱筋直徑為14ram；ANSYS10．0，建立了表層嵌貼FRP加固鋼筋混凝土梁c系列梁
6、受拉縱筋直徑為16ram)的三維有限元模型，對(duì)試件的承載力、剛度和破壞模圖1試驗(yàn)梁的尺寸及a系列粱的配筋圖式進(jìn)行了分析。1試驗(yàn)研究概況2有限元建模本課題組之前完成的14根試驗(yàn)梁[引，幾何尺寸見(jiàn)2．1單元選取圖1，混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C25，受拉縱筋為HRB335級(jí)鋼混凝土采用Solid65單元，鋼筋采用Link8單元，筋，受壓區(qū)架立筋和箍筋為HPB235級(jí)鋼筋，CFRP采用CFRP板采用Shell63單元，膠層采用Solid45單元，為防雙板，單槽嵌貼至梁的受拉面，粘結(jié)劑采用環(huán)氧樹(shù)脂。止支座處應(yīng)力集中，使計(jì)算易于收斂，在支座和集中低溫建筑
7、技術(shù)2010年第5期(總第143期)荷載作用點(diǎn)增設(shè)彈性墊塊，采用Solid45單元模擬。2．2本構(gòu)關(guān)系設(shè)定(1)混凝土設(shè)定為多線性等向強(qiáng)化模型，單軸受雖、壓應(yīng)力應(yīng)變曲線采用Saenz提出的曲線?；炷亮⒎戒N樞體抗壓強(qiáng)度按文獻(xiàn)[2]中的實(shí)測(cè)值為厶=25．8N／—，根據(jù)文獻(xiàn)[5]中的計(jì)算所得抗拉強(qiáng)度：2．27N／—，．壓應(yīng)力峰值=20．05N／,~l?，極限壓應(yīng)變e=0．0042?？缰形灰苐ama剪力傳遞系數(shù)在裂縫張開(kāi)和閉合時(shí)分別取=0．5和(a)BL-20一a．900=1．0【6j。為使計(jì)算更好地收斂，關(guān)閉混凝土壓碎開(kāi)70關(guān)。6O(2)
8、鋼筋設(shè)定為理想彈塑性隨動(dòng)強(qiáng)化模型，屈服50Z40強(qiáng)度以及彈性模量的取值同文獻(xiàn)[2]中的試驗(yàn)值。罐30糖(3)CFRP板條、膠層以及支座和加載點(diǎn)處的墊2010塊均設(shè)定為線彈性材料，只需輸入彈性模量和泊松0比，具體數(shù)值可參考
