frp约束混凝土本构关系及frp加固混凝土梁断裂过程分析

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1、博士学位论文FRP约束混凝土本构关系及FRP加固混凝土梁断裂过程分析ConstitutiVeRelationshipforFRP—confinedConcreteandFractureProcessofFRP—strengthenedConcreteBeam学号：10906049完成日期：大连理工大学DaliaIlUIliVersityofTeclulology㈣圳舢Ⅷ㈣川Ⅷ删ⅧJJI

2、fY2590755论文作者签名：互缸!至盘佥指导教师签名：7妥；亏雾舀缸论文评阅人1：评阅人2：评阅人3：评阅人4：评阅人5：答辩委员会主席：委员l：委员2：委员3：委

3、员4：答辩日期：丝!匕≥!i2垒Q凸垒至i至丛至iY垒B皇!垒重iQ旦璺blQforFRP．con们nedConcreteandE堕垒!丛堕￡丝垒垒墨墨．QfFRP-strengthenedConcreteBeamAuthor’sSignature：SuperVisor’ssignature：Reviewers：ExaminingCommitteeChaiman：Ex锄iningCommitteeMembers：Dateoforaldefense：大连理工大学学位论文独创性声明作者郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下进行研究工作所取得的成果

4、。尽我所知，除文中已经注明引用内容和致谢的地方外，本论文不包含其他个人或集体已经发表的研究成果，也不包含其他已申请学位或其他用途使用过的成果。与我一同工作的同志对本研究所做的贡献均已在论文中做了明确的说明并表示了谢意。若有不实之处，本人愿意承担相关法律责任。学位论文题目：里垦里约塞湿超±奎抱差丕区里垦里加固湿超±鎏逝銎过猩佥堑作者签名：—_二孝苔土匕确牛一日期：上止红年王月j]L日大连理工大学博士学位论文摘要在钢筋混凝土结构的服役过程中，由于年限、周围环境影响等原因，其结构性能出现退化。主要的表现有承载能力与刚度的降低、延性降低。另外一方面，随着对结构

5、安全等级认识的提高，一些按照原有规范设计的结构物已经不能适应新规范的要求。此外，结构使用用途的改变也有可能造成既有结构不能满足使用要求。这些问题导致结构需要进行拆除重建或者加固改造。由于纤维增强复合材料具有轻质高强、耐腐蚀等优点，近年来大量应用于加固工程结构的各种构件尤其是梁、柱。各国研究人员对FI冲加固结构的性能进行了大量的实验与理论研究，取得诸多成果。本文在前人研究的基础上，重点对FI冲约束混凝土的本构关系以及Fl冲加固混凝土梁的断裂及FRP混凝土界面剥离过程进行了分析。得到了以下结果：(1)修正了Lam和Teng基于设计的应力．应变关系。首先通过

6、Je疵rson的混凝土破坏面方程推导了FRP约束混凝土的强度预测模型。该模型直接仅需混凝土单轴抗压强度以及FRP拉断应变；推导了基于损伤的应变公式。在强度与应变预测模型的基础上，提出了修正的L锄和Teng应力．应变模型。与搜集的试验数据比较表明，对于强度模型，本文模型与Rousal(is和Karabinjs模型、Wu和zhou模型与试验数据吻合最好；对于应变模型，本文模型、wu等模型与Teng等模型与试验数据吻合最好。进一步比较表明，本文提出的修正的L锄和Teng模型能够很好地表达结构的整体行为。本模型可用于实际构件截面的应力分析。(2)在Suzul(

7、i等以及Teng等工作的基础上，基于受压断裂能的概念，提出了一种确定基于分析FI冲约束混凝土应力．应变关系的数值方法。与试验结果比较表明，该方法与试验结果整体吻合良好。另外，分别对强约束小破坏应变、弱约束小破坏应变、弱约束大破坏应变三种情况研究了试件长度对FI冲约束混凝土应力．应变关系的影响。分析结果表明，对于强约束类型FRP约束混凝土，其应力．应变关系不需要考虑试件长度的影响；对于弱约束类型FI冲约束混凝土，其应力．应变关系必须考虑试件长度的影响。(3)提出了一种断裂力学方法来模拟FRP加固梁的断裂与FI冲．混凝土界面剥离过程。该方法采用虚拟裂缝模型

8、模拟混凝土的断裂过程，采用粘聚区模型模拟FI冲混凝土界面的剥离，采用应力强度因子叠加原理与权函数方法建立了整体控制方程与裂缝口张开位移协调方程。通过本课题组的试验数据验证了本方法的有效性。另外，还对影响梁承载能力的各个因素进行了详细的研究。研究结果表明，初始缝高比、梁高、混凝土强度等级对FI冲加固混凝土梁的第一峰值荷载影响较大，Fl冲的厚度与高度对FI冲加固FRP约束混凝土本构关系及H心加固混凝土梁断裂过程分析混凝土梁的第二峰值荷载影响较大。研究还表明，相对于FI冲厚度，FI冲的宽度对FI冲加固混凝土的承载能力影响更大。关键词：FRP约束混凝土；本构关

9、系；受压断裂能；断裂；粘聚区模型；剥离大连理工大学博士学位论文ConstitutiVeRela