预应力碳纤维布加固钢筋混凝土梁非线性有限元分析

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1、四川建筑科学研究第38卷第4期78SichuanBuildingScience2012年8月预应力碳纤维布加固钢筋混凝土梁非线性有限元分析肖红菊，孙玉永(铜陵学院土木建筑系，安徽铜陵244000)摘要：采用预应力碳纤维布对钢筋混凝土梁进行增强加固，能够充分发挥碳纤维布高强的性能，提高加固效果。组合利用visualBasic，Fo~ran以及Surfer等计算程序，编制了完整的预应力碳纤维布加固钢筋混凝土梁的非线性有限元分析程序，程序具有良好的操作界面、高效的计算速度以及直观的显示过程。在程序编制过程中，考虑了碳纤维布与混凝土之间的粘结滑移关系。通过与3根室内试验梁结果进行对比

2、，可知程序计算得到的承载力、荷载一挠度曲线以及CFRP应变曲线都与试验值较吻合。关键词：预应力；碳纤维布；加固；钢筋混凝土梁；有限元分析中图分类号：TU375．1文献标识码：A文章编号：1008—1933(2012)o4—078—04NonlinearfiniteelementanalysisofconcretebeamsstrengthenedthprestressedCFRPsheetsXIAOHongju，SUNYuyong(CollegeofCivilEngineering，TonglingSchool，Tongling244000，China)Abstract：Us

3、ingprestressedCFRPreinfo~edconcretebeamscouldimprovethereinforcementefect．UnitedVisualBasic，FortranandSurfer．thenonlinearfiniteelementanalysisprogramtOanalyzeconcretebeamsstrengthenedwithprestressedCFRPWasprogrammed．Ithadagoodinterfaceandeficientcomputationalspeedandtheintuitivedisplayworks

4、．Thebond-slipbetweenCFRPandconcreteWasconsideredintheprogram．Comparedtheexperimentalresults，itWasshownthatthecapacity，load—deformationcurveandCFRPstrainwereingoodagreementwiththeexperimentalvalues．Keywords：prestressed；CFRP；strengthen；reinforeedconcretebeams；finiteelementanalysis发挥相当的强度，能有效利

5、用其高强性能J。0前言目前，国内外许多学者都对预应力碳纤维布加碳纤维布(CFRP)具有强度高、密度小、耐腐蚀固钢筋混凝土构件进行了试验研究剖，结果表明，等优点，将其粘贴于钢筋混凝土构件表面以增强构预应力碳纤维布加固技术是一项非常有效的加固技件的受力性能，已得到广泛的工程应用J。应用于术，与普通碳纤维布加固技术相比，具有众多优势：土木工程的CFRP的弹模一般为165—179GPa，而1)可以充分利用CFRP轻质高强的特点，能极抗拉强度可达2800MPa，钢筋的弹模一般为200大提高构件的开裂荷载、屈服荷载；GPa，屈服强度仅为300MPa左右，钢筋发挥屈服的2)可以缓解普通混凝

6、土CFRP的应力滞后问拉伸变形为0．15％，而CFRP发挥抗拉强度需要题，限制钢筋应力的增长；1．7％的拉伸变形，即若CFRP与构件内部钢筋共同3)可以有效延迟构件的开裂，限制裂缝的形工作，钢筋屈服时CFRP所能发挥的强度仅为其抗成、发展，减少裂缝的宽度和挠度变形。拉强度的8．8％。此外，由于混凝土构件加固时处在数值计算方面，许多学者【7剐都是借助于通用于受荷状态而引起的CFRP应变滞后也影响CFRP有限元软件进行计算分析，不能真正反映CFRP与强度的发挥。因此，对CFRP施加预应力，使其预先混凝土界面之间的粘结滑移关系，也很难真实反映预应力CFRP加固混凝土构件的破坏特征。

7、收稿日期：201l-03-14基于此，本文作者在借鉴国内外已有研究成果作者简介：肖红菊(1980一)，女，湖北荆州人，硕士，讲师，主要从事钢筋混凝土结构及修补加固方面的研究工作。的基础上，利用VisualBasic，Fortran以及Surfer各基金项目：安徽省省级自然科学研究项目(KJ2010B235)自在界面处理、程序计算以及云图显示方面的优势，E—mall：xiaohongju@126．corn编制了完整的预应力CFRP加固钢筋混凝土梁的非肖红菊，等：预应力碳纤维布加固钢筋混凝土梁非线性有限元分