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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。
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