预应力cfrp加固钢筋混凝土梁补强效果的数值模拟分析

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1、四川建筑科学研究第37卷第6期88SichuanBuildingScience2011年12月预应力CFRP加固钢筋混凝土梁补强效果的数值模拟分析黄丽华，张芳芳，张哲(大连理工大学建设工程学部土木工程学院，辽宁大连116024)摘要：通过升温法模拟碳纤维布内预应力值，利用单元生死模拟钢筋混凝土梁在卸载加固和不卸载加固时预应力CFRP的补强加固效果，对11根预应力CFRP加固钢筋混凝土梁进行了数值模拟，并与试验结果比较，得到了基本一致的结论，说明采用ANSYS可以较好地对预应力CFRP加固梁的补强效果进行数值模拟分析，可有效地补充有限的预应力CFRP加固梁的试

2、验数据和实验分析，为实际工程加固设计提供更多的理论依据。关键词：预应力CFRP；加固；钢筋混凝土梁；数值模拟中图分类号：TU375．1文献标识码：A文章编号：1008—1933(2011)06—088—04NumericalsimulationofRCbeamsstrengthenedwithprestressedCFRPsheetsHUANGLihua，ZHANGFangfang，ZHANGZhe(SchoolofCivilEngineering，FacultyofInfrastructureEngineering，DalianUniversityofTe

3、chnology，Dalian116024，China)Abstract：NumericalsimulationsforRCbeamsstrengthenedwithprestressedcarbonfiberreinforcedpolymer(CFRP)sheetsarediscussedinthispaper．CFRPsheetsareprestressedbyapplyingtemperatureriseinthenumericalsimulation．TheloadedandunloadedbeamsstrengthenedwithCFRPsheet

4、saresimulatedbycontrolingelements‘birth’and‘death’ofCFRP．Throughcomparingthenumericalsimulationwiththetestresultsofelevenbeams，sameconclusionsareobtained．ThenumericalsimulationisanefectivecompensationforlimitedtestsofprestressedCFRPstrengtheningbeam．ItCallbeasareferenceapproachfora

5、nalyzingtheefectofprestressedCFRPsheetsinengineeringpractice．Keywords：prestressedCFRPsheets；strengthening；RCbeams；numericalsimulation要补充。本文以两个比较有代表性的试验为基础，0引言利用ANSYS软件对试验中的1l根预应力CFRP布碳纤维增强复合材(CFRP)作为一种新材料在加固钢筋混凝土梁进行数值模拟，探讨了预应力混凝土结构加固领域中得到了广泛应用¨J。然CFRP加固钢筋混凝土梁的数值模拟方法，通过与而，从目前大量的试验和理

6、论研究来看，用普通相应的试验结果比较验证，确定模拟计算的可行l生。CFRP布加固钢筋混凝土梁时，存在CFRP布的高强1数值模拟模型特性不能充分发挥及使用阶段的加固效果不明显等问题，采用预应力CFRP布可充分利用CFRP布的1．1本构关系高强特性，有效改善构件使用阶段的受力性能并限混凝土是弹塑性材料，本文的分析中采用E．制裂缝扩展-3咱J。有关普通CFRP卸载加固和不卸Hognestad建议的二次曲线加下降直线段应力一应载加固梁方面的试验和理论研究，目前已有很多成变曲线。钢筋的应力一应变关系取理想弹塑性模果发表』，而预应力CFRP加固研究中，由于试验型，屈服应

7、力取试验实测屈服强度。碳纤维布应设备的复杂性，使得相关的试验研究受到局限，开发力一应变关系为线弹性，弹性模量、极限抗拉强度均研制精确的数值模拟方法可作为有限试验方法的重取实测值。1．2数值模拟收稿日期：2010-06-21本文利用ANSYS对预应力CFRP加固钢筋混作者简介：黄丽华(1967一)，女，辽宁海城人，副教授，研究生导师，主要从事FRP加固钢筋混凝土结构的加固方法、计算方法和实验研凝土梁的加固效果进行了数值模拟，其中单元选取，究；钢筋混凝土结构疲劳计算方法研究；结构的静、动力及稳定性计预应力的施加以及加载和卸载加固模拟过程如下：算研究；结构抗风稳定

8、性以及风振响应计算方法研究。E—mail：lhhan