RC梁桥表层嵌入混杂FRP筋材设计理论与非线性分析

摘要

随着钢筋混凝土结构的大量涌现，一些建筑物在使用过程中，在各种内外因素的综合作用下，不可避免的会出现承载力不足的现象，因此对建筑物进行修补和加固显得十分重要。本文在试验研究基础上，充分考虑试验梁组成材料的非线性特征，进一步对内嵌混杂FRP筋加固简支梁、连续梁和悬臂梁进行理论研究和非线性分析，研究内容如下：
　　（1）结合试验梁实际受力情况，对FRP筋的滞后应变、屈服荷载以及极限荷载进行了计算分析，并与收集到的试验数据进行对比，分析表明理论计算数值精确度相对较高，离散性较小，很接近试验梁的实际受力状态。
　　（2）借助ABAQUS有限元分析软件，对RC梁桥表层内嵌混杂FRP筋加固简支梁、连续梁和悬臂梁进行有限元分析，通过与收集到的试验数据对比，分析表明有限元分析结果与试验数据吻合较好，有限元法可以准确模拟试验梁的力学性能。
　　（3）利用ABAQUS有限元分析软件，对影响试验梁弯曲承载力的混凝土强度、配筋率、FRP筋弹性模量及配纤率、初始荷载等影响因素进行了研究，分析表明：随着混凝土强度、配筋率、FRP筋弹性模量和配纤率的提高，模拟梁屈服荷载、极限荷载均有不同幅度的提高，最大提高幅度分别为101％、31%；随着初始荷载的不断提高，模拟梁屈服荷载、极限荷载均有不同幅度的降低，最大降低幅度分别为34.8%、20%。

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1 绪论

1.1 研究背景

1.2 纤维增强复合材料

1.3 FRP加固法研究现状

1.4 本文研究内容

2 RC梁表层内嵌混杂FRP筋设计理论

2.1弯曲破坏模式和机理

2.2 材料本构关系

2.3计算的基本假定

2.4加固试验梁简介

2.5 FRP筋滞后应变计算分析

2.6 屈服弯矩的计算分析

2.7极限荷载计算分析

2.8 承载力计算分析与试验值比较

2.9本章小结

3 内嵌混杂FRP筋加固RC梁有限元分析

3.1有限元的应用

3.2单元类型的选择

3.3定义约束和荷载

3.4模型的建立以及网格划分

3.5模型破坏时的应力云图

3.6内嵌混杂FRP筋加固简支梁有限元分析

3.7内嵌混杂FRP筋加固连续梁有限元分析

3.8内嵌混杂FRP筋加固悬臂梁有限元分析

3.9本章小结

4影响内嵌混杂FRP筋加固RC梁承载力因素分析

4.1 混凝土强度

4.2 钢筋配筋率

4.3 FRP筋弹性模量

4.4 FRP配纤率

4.5加固前初始荷载的大小

4.6 本章小结

5 结论与展望

5.1结论

5.2创新点

5.3展望

参考文献

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