CFRP加固RC柱滞回性能的有限元分析.pdf

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1、宁山超等：CFRP加固RC柱滞回性能的有限元分析CFRP加固RC柱滞回性能的有限元分析宁山超，曾朗杰，缪浩【华南理工大学．广州510OO0)【摘要】基于ANSYS有限元分析软件，通过模拟低周反复荷载试验，分别对1根无加固RC柱和l根CFRP加固RC柱的滞回性能进行探究。模拟试验表明：建立合理的有限元模型，能模拟出与试验滞回曲线吻合较好的滞回曲线，从耗能能力和侧向抗力的提高方面证实了采用CFRP加固能提高RC柱的抗震性能的结论。【关键词】有限元分析；低周反复荷载；RC柱；抗震性能【中图分类号】TU

2、375．1【文献标识码】B【文章编号】1001—6864【2014)03—0069—03粘CFRP(CarbonFiberReinforcedPloymer，简称CFRP)法是目前结构加固补强常用的方法之一，由于CFRP具有可任意成形、抗拉强度高、耐腐蚀、耐久性好、施工方便等诸多优良性能，非常适用于土木工程加固领域。大量研究表明，通过粘贴CFRP可以显著提高加固构件或结构的抗震能力⋯，但是目前对于CFRP加固结构或构件的研究多采用小型试件试验的方法，利用ANSYS软件进行低周反复荷载的模拟实验，

3、还十分缺乏，本文建立了CFRP加固RC柱的三维模型，得到了试验柱低周往复荷载作用下完整的滞回曲线，并对试验柱的耗能能力、侧向承载力等滞回性图1模型柱配筋能进行了分析。级为C35，CFRP材料的强度、弹性模量及极限应变都1试件概况由规范标准材性试验获得，断裂延伸率为11．8％，碳1．1CFRP加固RC柱模型纤维采用环氧树脂作为基材粘贴。本文进行的有限元模拟基于文献[2]中钢筋混凝1．3CFRP加固RC柱单元类型土柱CA一1与CFRP加固钢筋混凝土柱CCR一1进行混凝土单元采用具有混凝土性质的SOL

4、ID65单的拟静力试验研究，其拟静力试验构件概况如下：元，多线性等向强化模型(MISO)，破坏准则采用Wil—模型柱的直径为375mm，基础梁顶至侧向力作用liam—Wamke五参数强度准则，该单元能较为真实的点的距离为1500ram。模型柱纵向配置l2根直径为模拟材料受力过程的真实情况，且包括了混凝土开12mm的二级螺纹钢筋，沿环向均匀布置，纵向配筋率裂、压碎等引起的复杂的非线性材料特性，更接近实为1．2％。箍筋是间距为60mm的螺旋箍筋，采用直际混凝土特性。其本构关系曲线如下图2所示。径为6

5、mm的一级钢筋。纤维布单层厚度为0．22mm。钢筋采用Link8一维链杆单元，双线性等向强化模型尺寸及配筋情况如图1所示。模型(BISO)，考虑其为理想的弹塑性材料，采用1．2材料基本参数Shell41膜单元来模拟纤维材料，如图2所示，在达极表1粘CFRP加固柱材料物理参数MPa限应变前视其为理想的弹性材料，当应变超过其极限应变后，认为其断裂。1．4CFRP加固RC柱基本假定在ANSYS计算分析中在弹性理论和平截面假定基础上，还采用了如下假定：(1)CFRP材料与混凝土及钢筋与混凝土粘结良好，无

6、相对滑移。(2)受力过程中CFRP材料的应变与钢筋、混凝材料参数的各项指标如表1所示，混凝土强度等土的应变满足变形协调原理。