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1、沈阳建筑大学硕士学位论文CFRP加固钢筋混凝土梁抗弯性能的FEM分析姓名：郭承华申请学位级别：硕士专业：结构工程指导教师：赵成文2007-06硕士研究生学位论文摘要Ⅰ摘要建筑结构在使用期间由于材料老化、超期服役、过载、疲劳及环境、自然灾害的作用下会出现各种缺陷和损伤，这都会导致结构物裂缝宽度的增加及过度的挠曲变形。因此，有必要对建筑物的部分结构进行加固或者加强，从而保证建筑物功能的正常使用。传统的加固方法虽然对改善结构的强度、刚度以及抗震性能起到了一定的作用，但它们也存在许多缺点：(1)自重大，由此可能会造成连锁补强问题；(2)对建筑物的使用功能、美观造成很
2、大影响；(3)抗腐蚀性能差，易丧失其应有的功能，尤其在厂房中显得尤为突出；(4)施工复杂且周期较长，会影响到正常的工作和生活，社会效益差。碳纤维增强复合材料（CarbonFiberReinforcedPolymer,简称CFRP）作为一种新型材料由于其具有轻质高强、抗腐蚀、耐老化、耐久性好、物理性能稳定等诸多优点。这些优点使其成为结构加固的理想材料。而且，基于CFRP的结构加固技术具有施工简便快捷、安全可靠、耐久性好，能适应各种复杂的结构外形，不影响原结构的外观等诸多优点。目前国内研究单位对碳纤维材料加固混凝土结构的研究已经做了大量的工作，其中用碳纤维片材对
3、抗弯构件的加固研究和应用最为成熟，已有大量的试验研究成果。但是对于使用有限元通用软件对采用CFRP加固的钢筋混凝土构件进行数值模拟分析的相关文献还比较少。本文就是以此目的为出发点，以弹塑性力学为理论基础，以有限元单元法为计算工具，采用数值模拟方法，对利用CFRP加固钢筋混凝土梁的受弯承载力做具体研究。主要研究内容包括：(1)利用大型有限元通用软件ANSYS计算CFRP加固钢筋混凝土梁的承载力；(2)研究钢筋混凝土梁的疲劳机理，并利用有限元软件ANSYS模拟CFRP加固钢筋混凝土的疲劳性能。得出了碳纤维加固钢筋混凝土梁承载力提高程度和疲劳寿命的提高程度。研究结
4、果显示，采用CFRP加固钢筋混凝土梁能明显提高其弯曲承载力，并能大幅提高其的疲劳寿命。关键词：碳纤维；钢筋混凝土梁；数值分析；有限元；疲劳ⅡABSTRACT硕士研究生学位论文ABSTRACTCivilinfrastructuralsystemsdeteriorateduringtheirservicelifeduetofactorssuchasageingofmaterials,excessiveuse,overloading,environmentalconditionsanddeficientmaintenance.Asaresult,thecracka
5、nddeflectionincreased.Soitisnecessarytoreinforcesomeapartofthestructurewhichcanmakethestructurebetterinuse.Classicwaysmayimprovestrength,stiffnessandseismicproperty.Buttheyhavemanydisadvantagessuchastoomuchownweight,havinginfluenceonstructure,poorabilityinanticorrosionandalongtimeo
6、fconstruction.Asakindofnewmaterial,CarbonFiberReinforcedPolymer(abbreviatedtoCFRP)possessalotofadvantagessuchaslightquality,highstrength,highcorrosionresistance,welldurability,andsteadyphysicalperformance.Soitisrecentlyusedtostrengthenhancementofstructureinthefieldofcivilengineerin
7、g.Thisenhancementtechniquealsohasmanyadvantages,suchaseasyconstruction,shortperiodofprocedureandsafeperformanceofstructure.Comparedwithtraditionalreinforcementmethod,CFRPreinforcementcanbecarriedoutatnormaltemperaturewhichcannotinfluenceonworkingoffactory.Atpresent,CFRPhasbeenwidel
8、yusedinthefieldofstrengthe
