内嵌CFRP板条加固钢筋混凝土梁抗剪性能有限元分析

摘要

碳纤维增强复合材料(CFRP)是一种新兴的复合加固材料,与传统的材料相比具有质量轻、强度高、耐腐蚀、施工方便等优点。随着人们对CFRP研究的进一步深入,CFRP用于实际工程越来越多。CFRP的加固技术从表面粘贴发展到表层嵌贴(内嵌),即在需要加固的表面部位开槽,然后嵌入CFRP板条。这种内嵌的方法使CFRP板条和混凝土结合得更加紧密,从而提高了混凝土的抗弯抗剪能力,应用和发展前景广阔。
　　 本文根据现有的钢筋混凝土梁内嵌CFRP板条抗剪加固性能物理试验及其成果,采用有限元分析方法对物理试验进行了数值仿真模拟,通过数值模拟结果与试验结果的比较分析,验证了有限元模型及分析方法的可行性。在此基础上,采用有限元方法分析了CFRP间距、CFRP粘贴面积和箍筋间距等设计参数来对内嵌CFRP板条的钢筋混凝土梁抗剪加固性能的影响规律。论文研究的主要结论有:
　　 (1)内嵌CFRP板条加固对提高钢筋混凝土梁的抗剪承载力效果明显,CFRP板条的受力和箍筋的位置密切相关;
　　 (2)CFRP的加固率(包括CFRP间距和CFRP粘结面积)越大,加固梁的极限承载力越高;
　　 (3)当CFRP加固率相同时,箍筋间距对试验梁的极限承载力影响有限。