frp-混凝土组合梁受弯性能理论分析及其数值模拟研究

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1、学校代号10532学号S11011196分类号TU-3密级公开硕士学位论文FRP-混凝土组合梁受弯性能理论分析及其数值模拟研究学位申请人姓名廖乐佳培养单位土木工程学院导师姓名及职称何益斌教授学科专业结构工程研究方向FRP组合结构论文提交日期2014年9月万方数据学校代号：10532学号：S11011196密级：公开湖南大学硕士学位论文FRP-混凝土组合梁受弯性能理论分析及其数值模拟研究学位申请人姓名：廖乐佳导师姓名及职称：何益斌教授培养单位：土木工程学院专业名称：结构工程论文提交日期：2014年9月论文答辩日期：2014年10月9日答辩委员会主席：汪梦甫教授万方数据Theoreti

2、calanalysisandnumericalsimulationonflexuralperformanceofFRP-concretecompositebeambyLIAOLejiaB.E.(HunanUniversity)2011AthesissubmittedinpartialsatisfactionoftheRequirementsforthedegreeofMasterofEngineeringinStructuralEngineeringintheGraduateSchoolofHunanUniversitySupervisorProfessorHEYibinSepte

3、mber,2014万方数据湖南大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者签名：日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权湖南大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影

4、印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于1、保密□，在______年解密后适用本授权书。2、不保密□。（请在以上相应方框内打“√”）作者签名：日期：年月日导师签名：日期：年月日I万方数据FRP-混凝土组合梁受弯性能理论分析及其数值模拟研究摘要FRP（纤维增强复合材料）由于具有抗拉强度高，较好的抗腐蚀能力等优点，近年来受到了工程界的关注，尤其是在结构加固领域。但是对于新建的FRP构件，相关的研究比较少。本文研究了一种新型FRP-混凝土组合梁，并对该梁进行了受弯性能的理论分析和有限元模拟。主要的研究工作如下：（1）在大量查阅国内外文献的基础上，对FRP-混凝土组合梁

5、的研究现状进行了较为全面的阐述和分析。从细观力学开始，分析了FRP各组成成分的受力特点，再从宏观力学的角度，分析了FRP这种正交各向异性材料的弹性常数。在单层材料的基础上，进一步探讨了由单层材料组成的多层材料的整体受力特性。（2）根据组合梁的截面受力特点，分析了组合梁可能出现的破坏模式，然后进行了相关理论分析，对于配置钢筋的FRP-混凝土组合梁，破坏模式有三种，对于不配置钢筋的FRP-混凝土组合梁，破坏模式有两种。在分析各种破坏模式的计算模型基础上，推导了以上几种情况下的FRP-混凝土组合梁极限承载力的理论计算公式。（3）对GFRP布加固钢筋混凝土梁的受弯试验研究进行了有限元分析，

6、有限元结果与试验值吻合得比较好，说明本文中建立有限元模型的方法比较合理、可靠。设计了16种承受四点弯曲荷载的FRP-混凝土组合梁，以FRP-混凝土组合梁为例分析了ABAQUS建模的具体步骤以及FRP材料在ABAQUS中的具体实现；对有限元分析结果进行分析，给出了FRP-混凝土组合梁的两类破坏模式以及各型号梁的抗弯承载力及跨中位移，分析了弯曲和剪切破坏的特点，比较了两种典型破坏模式的混凝土与FRP的应力和应变等。分析了FRP-混凝土组合梁受弯性能的影响因素，包括：FRP层数、配筋率、混凝土强度、FRP铺层角度。将有限元分析的结果和按第3章推导公式计算的结果进行了比较，结果表明，对于极

7、限承载力，有限元分析结果和推导公式计算结果符合较好。关键词:FRP-混凝土组合梁;受弯性能;破坏模式;有限元;ABAQUSII万方数据硕士学位论文AbstractDuetothehighstrengthandgoodcorriosionresistance,FRP(FiberReinforeedPolymer)hasgainedmoreandmoreattentionincivilengineeringespeciallyinthefieldofstructurest