FRP嵌贴加固RC梁有限元分析.pdf

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1、罗扬飞等：FRP嵌贴加固RC梁有限元分析63FRP嵌贴加固RC梁有限元分析罗扬飞，汪光满，姚谏(1．浙江大学结构工程研究所。杭州310058；2．浙江绿城建筑设计有限公司。杭州310013；3．浙江树人大学城建学院。杭州310015)【摘要】为了进一步研究表层嵌贴FRP抗弯加固钢筋混凝土梁的性能，本文结合了已有试验中的14根试件建立了三维非线性有限元模型，主要分析了加固梁的极限承载力、荷载一位移曲线以及破坏模式。计算结果表明：采用本文有限元方案分析的结果与试验结果吻合较好；嵌贴长度、CFRP板条宽度对于加固效果和破坏模式有重要影响。【

2、关键词】表层嵌贴；FRP板条；抗弯加固；有限元【中图分类号】3XJ375．1【文献标识码】B【文章编号】1001—6864(2o10)05—0063—03F田rIEEL厦团ANAI江S0lFRC腿AMS】Ⅱ丁lAI．Y【1G-I1印EIEDⅥ唧NSMFRPLUOYang-fei，WANGGuang-manI，YAOJian'(1．InstituteofStructuralEngineering，ZhejiangUniversity，Hangzhou310027，China；2．ZhejiangGreentonArchitectural

3、DesignCo．，Ltd．，nangzhou310013，China；3．CollegeofUrbanConstruction，ZhejiangShurenUniversity，nangzhou310015，China)Abstract：ForlCurtherresearchonthebchaviourofRCbeamsflexuraUystrengthenedwithNSMnstrips，afiniteelementmodelisestablishedbasedonthe14specimensof∞-jStingexperimen

4、t．Theresultssuchasultimateloadsandload—deflectionbehaviouragreewellwiththeexperiment；en1l×lInentlengthandstripswidthhavegreatinfluenceOns臼eng￡}leningefectandfailurenlode．Keywords：NSM；FRPstrips；flexuralstrengthening；finiteelements结构的加固已经受到世界各国的广泛重视，其中纤维增强复合材料(FRP)具有轻质、高强

5、、耐腐蚀等优越的性能。表层嵌贴法作为一种较为新兴的加固方式，目前仍处于初步的研究阶段，具有很好的发展前景。文献[1]对近年来国外研究表层嵌贴FRP加固方『22l面做了较为全面的综述和展望。150有限元法作为一种有效的模拟试验的手段，能方f——1便、经济地分析各种参数对于加固效果的影响，有较强的适用性，部分学者对于外贴法的抗弯加固做了一蠡[定的研究工作【4J，而对于表层嵌贴加固法的有限元分析，相对较少L5J。本文利用大型通用有限元分析软件(b系列梁受拉纵筋直径为14ram；ANSYS10．0，建立了表层嵌贴FRP加固钢筋混凝土梁c系列梁

6、受拉纵筋直径为16ram)的三维有限元模型，对试件的承载力、刚度和破坏模图1试验梁的尺寸及a系列粱的配筋图式进行了分析。1试验研究概况2有限元建模本课题组之前完成的14根试验梁[引，几何尺寸见2．1单元选取图1，混凝土强度等级为C25，受拉纵筋为HRB335级钢混凝土采用Solid65单元，钢筋采用Link8单元，筋，受压区架立筋和箍筋为HPB235级钢筋，CFRP采用CFRP板采用Shell63单元，胶层采用Solid45单元，为防双板，单槽嵌贴至梁的受拉面，粘结剂采用环氧树脂。止支座处应力集中，使计算易于收敛，在支座和集中低温建筑

7、技术2010年第5期(总第143期)荷载作用点增设弹性垫块，采用Solid45单元模拟。2．2本构关系设定(1)混凝土设定为多线性等向强化模型，单轴受虽、压应力应变曲线采用Saenz提出的曲线。混凝土立方销枢体抗压强度按文献[2]中的实测值为厶=25．8N／—，根据文献[5]中的计算所得抗拉强度：2．27N／—，．压应力峰值=20．05N／,~l?，极限压应变e=0．0042。跨中位移lama剪力传递系数在裂缝张开和闭合时分别取=0．5和(a)BL-20一a．900=1．0【6j。为使计算更好地收敛，关闭混凝土压碎开70关。6O(2)

8、钢筋设定为理想弹塑性随动强化模型，屈服50Z40强度以及弹性模量的取值同文献[2]中的试验值。罐30糖(3)CFRP板条、胶层以及支座和加载点处的垫2010块均设定为线弹性材料，只需输入弹性模量和泊松0比，具体数值可参考