CFRP加固钢筋混凝土桥墩柱抗震性能的有限元分析

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1、CFRP加固钢筋混凝土桥墩柱抗震性能的有限元分析①熊耀清姚谦峰(北京交通大学土木建筑工程学院，北京100044)擒要：本文运用现有有限元程序ANSYS对CFRP加固钢筋混凝土桥墩柱的抗震性能进行了分析。分析中考虑了非线性特征，模拟了在轴向压力与水平往复荷载作用下CFRP加同钢筋混凝土桥墩柱的力学响应。并与非加同桥墩柱的受力性能进行比较，研究了滞回曲线及其骨架曲线、裂缝位置、桥墩柱变形及延性、CFRP及箍筋的应变等。结果表明CFRP横向包裹桥墩柱能够增加桥墩柱的延性．改善桥墩柱的抗震性能。为桥梁结构抗震及加固提供lr有效的分析方法。关键词：抗震性能碳纤维聚合物(CFRP)桥

2、墩柱加固SeismicPerformanceResearchofRCBridgePierStrengthenedwithCFRPXiongYaoqing，YaoQianfeng(SchoolofCivilEngineering&Architecture，BeijingJiaotongUniversity，Beijing。100044)Abstract：Inthispaper，finiteelementmethodmodelsusingANSYSprogramal'edevelopedtosimulatethenonlinearpropertiesofRCbridgepie

3、rstrengthenedwithexternallybondedCFRPsheets．whichsub—jectedtolateralcyclicload．Comparisonsaremadeforload—strainplotsatselectedlocationsonthebridgepiers；firstcrackingloads；loadsatfailure；andcrackpatternsatfailure．Accordingtothisconclusion，presentaprogramonnonlinearmethodtoanalyzethedynamic

4、alresponseofthepureRCbridgepiermodelstrengthenedwithandwithoutCFRP，andcomparedwiththeirdynamicpropertyanddestroyingposition．TheresultsindicatethatstrengtheningR．C．bridgepierwithCFRPcaneffectivelyreducetheseismicresponses．Theanalysismethodwasprovidedforexperimentsandprojects．Keywords：seism

5、icperformance；CFRP；bridgepier；strengthen0前言很多既有的钢筋混凝土结构形式的桥梁、隧道、建筑结构等由于材料老化、使用功能改变、设计与施工缺陷以及地震等原因。均会导致原有结构的承载力不足和抗震性能不满足要求。有待进行加固和修复。怎样对大量的现有基础设施进行改造和加固，最大程度地利用现有的资源，成为当今世界①熊耀清：(1975--)。男．湖北荆州人，北京交通大学土木建筑工程学院．博士研究生．xyq729730@163．∞m道路与铁道工程·1489·研究的一个重点。尤其坂神地震和旧金山地震中，大量桥梁的桥墩柱柱遭受严重的损坏．以桥梁修复与

6、补强为契机，碳纤维聚合物(CFRP)补强加固钢筋混凝土结构技术具有高强高效、不增加自重、不占空间和施工方便等明显优点成为一种颇受结构工程师欢迎的加固方式。并且已经带来巨大的社会经济效益，但其加固理论和技术仍处于发展和不断完善的阶段。在现有CFRP加固钢筋混凝土结构的研究计箅理论方法中可以发现，大都是以试验为研究方法，然后建立较大的试验结果数据库，再对试验数据进行回归分析得到各种强度计算公式，并引入许多参数进行修改，使公式的计箅结果尽量与试验结果相接近。由于试验环境及试验控制条件所限制。试验所能提供的信息通常是有限的[1】。近几年来，有限元计算理论的迅速发展和日趋成熟，使之

7、成为研究CFRP加固钢筋混凝土结构受力性能提供了一种有效工具。笔者运用现有有限元程序ANSYS对唧加固钢筋混凝土桥墩柱的抗震性能进行了分析，并与非加固桥墩柱的受力性能进行比较．得出了CFRP加固钢筋混凝土桥墩柱可有效改善其抗震性能的结论。为桥梁结构抗震及加固提供了有效的分析方法。lCFRP加固RC桥墩柱柱有限元分析模型1．1分析模型本文为了对CFRP加固钢筋混凝土桥墩柱进行抗震性能的分析，并与非加固桥墩柱的受力性能进行比较，将一高架桥桥墩柱简化成如图1的钢筋混凝土悬臂柱模型。模型的几何尺寸和配筋也作了相应的简化。模型试件形状、