混凝土梁表层嵌贴CFRP抗弯加固试验研究及有限元分析

摘要

FRP因其轻质、高强、抗疲劳等优越的力学性能，是一种理想的加固和维修材料，被广泛应用于结构加固领域。研究人员提出的“表层嵌贴法”加固技术，即在构件需要加固部位的表面开槽，将FRP筋或板条嵌入其中，利用粘结剂使FRP与构件紧密结合，来提高构件抗弯或抗剪承载力，这是一种新生的、富有发展前景的钢筋混凝土构件加固方法。
　　 本文通过32根混凝土梁的弯曲试验，对表层嵌贴CFRP板条的钢筋混凝土加固梁的破坏过程、受力性能、破坏模式和极限承载力等进行了研究，着重分析了CFRP加固方式、CFRP嵌贴长度、加固量、加载方式、配筋率和截面高度等参数对加固梁承载力的影响。对试验结果进行整理得出一些有用的结论，并提出CFRP板条最大应变计算公式。
　　 本文采用有限元软件ABAQUS建立了表层嵌贴CFRP板条抗弯加固钢筋混凝土梁的三维非线性有限元模型，数值模拟了加载的全过程。结果表明：加固梁的承载力和刚度都得到较大提高，可较好分析加固梁的破坏模式；最后对加固梁中不同材料的应力分布规律进行了初步的探讨，本文所制定的有限元方案和结论可供研究者参考。