碳纤维钢筋混凝土梁开裂性能分析

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1、卢召红等：碳纤维钢筋混凝土梁开裂性能分析41碳纤维钢筋混凝土梁开裂性能分析卢召红，张光明，陈健，王晓梅(1．东北石油大学，黑龙江大庆163318；2．中国寰球工程公司．新疆克拉玛依833600)【摘要】利用有限元数值分析方法，对静载作用下的碳纤维钢筋混凝土梁开裂性能进行分析。通过有限元数值模拟方式，利用逐渐增大荷载的方法，分析碳纤维含量对梁体开裂性能的影响。通过与普通钢筋混凝土试件模拟结果相比表明，碳纤维钢筋混凝土梁具备更好的开裂性能。其裂缝宽度可通过普通钢筋混凝土梁的规范公式进行修正。【关键词】碳纤

2、维钢筋混凝土；碳纤维混凝土梁；裂缝；挠度【中图分类号】Tu377．9【文献标识码】B【文章编号】1001—6864(2013)05—0041—03CRACKINGBEHAVIoRANALYSISoFCARBoNFmERREoRCEDCoNCRETEBEAMLUZhao—hong，ZHANGGuang-ming，CHENJian，WANGXiao—mei(1．NortheastPetroleumUniv．HeilongjiangDaqing163318，China；2．ChinaHuanqiuContr

3、acting&Engi．Corp．，Xinjiangkaramay833600，China)Abstract：Thispaperanalyzedthecrackingbehaviorofcarbonfiberreinforcedconcretebeamunderstaticloadusingthefiniteelementnumericalanalysis．Bythewayoffiniteelementnumericalsimulationandthemethodofincreasingtheload

4、graduallytoanalyzethecarbonfibercontentinfluenceonthebeamcracking．Bycomparingwiththesimulationresuhofcommonreinforcedconcretebeamtestpiece，itturnedoutthatthecarbonfiberreinforcedconcretebeamhasagoodcrackinganddeformationbehavior．Itscrackwidthcanberevise

5、dbythecommonreinforcedconcretebeamrules．Keywords：carbonfiberreinforcedconcrete；carbonfiberconcretebeams；crack；deformation在普通混凝土中添加少量一定形状碳纤维和超参考依据。细添加剂(分散剂、去泡剂、早强剂等)，能够制备导电1模型的设计混凝土并可显著提高混凝土的强度和韧性。在智能碳纤维钢筋混凝土梁构件，其材料非线性与几何材料结构系统的研究和开发中倍受关注。该碳纤非线性常同时存在，给模拟

6、分析和描述带来非常大的维导电混凝土内部配置受力钢筋，可制作成结构的主难度。ANSYS分析软件中，一般采用Solid65单元要受力构件，广泛应用于防护工事，防止核爆炸电磁模拟钢筋混凝土和岩石等抗压能力远大于抗拉能力杀伤、工程监测等领域口。的非均匀材料，采用SHELL41单元模拟碳纤维。然而，碳纤维钢筋混凝土梁由于材料性质复杂，1．1模型的建立有关裂缝的宽度仍未有相应的计算公式，目前的设计采用WilliamWamke模型模拟混凝土，采用So1．计算仍借助普通钢筋混凝土梁的裂缝宽度计算公式。id65单元，梁

7、中钢筋采用Pipe20单元，碳纤维采用现行的钢筋混凝土梁体裂缝宽度计算不能完全符合Shell41单元。材料间隔各接触面无相对滑移，满足碳纤维钢筋混凝土构件裂缝的变化。文中在碳纤维变形协调原理。所建模型具有充足的抗剪切力。钢筋混凝土静载试验的基础上，采用有限元分析方分析以各模型中钢筋配筋率相同碳纤维含量为法，探讨其静力作用下裂缝性能，并与普通钢筋混凝变量建立了三组模型(梁)。模型采用C30混凝土(抗土规范计算方法得到的结果进行比较，给出修正后的压强度标准值厶=20．IN／mm，抗拉强度标准值=裂缝计算公

8、式。分析结果表明修正后的公式与试验2．OlN／舢)，纵向钢筋采用2根公称直径12mm的结果更加接近，可为碳纤维钢筋混凝土结构设计提供HRB335(屈服强度^=335N／姗)钢筋，截面尺寸均[基金项目】黑龙江省教育厅科学技术研究项目(11553016)42低温建筑技术2013年第5期(总第179期)为180ram×200ram。模型I碳纤维含量为0；模型II碳0．4，裂缝闭合时传递系数卢=1．0。纤维含量为0．6％(体积比)；模型III碳纤维含量为1．2．