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不同卸载情况下碳纤维布加固钢筋混凝土板有限元分析

　　摘要：通过利用大型通用有限元软件〖HTSS〗ANSYS〖HTF〗，对不同卸载情况下碳纤维布加固的钢筋混凝土板的抗弯性能进行了非线性有限元分析。结果发现，对于施加了第一期荷载后需利用碳纤维布加固的钢筋混凝土板，加固前卸荷越多，板的极限承载力越大，越能尽量克服碳纤维布应变滞后，从而尽量发挥碳纤维布的作用。?

关键词：碳纤维布；钢筋混凝土板；卸荷；加固；非线性有限元分析；

1、引言

用碳纤维增强塑料CFRP(CarbonFiberReinforcedPlastics)加固混凝土结构是近年来兴起的一种新型加固补强方法。与原有加固方法比较，碳纤维加固技术具有高强、轻质、耐腐蚀、便于施工等技术优势,因此它一出现就引起了工程界人士的重视并得到广泛地研究应用，在实践中取得了良好效果。

但是，工程中碳纤维布加固梁板多采用不卸荷、不施加预应力的直接粘贴加固方法，该方法施工简单，但所粘贴的碳纤维布在结构不增加新的变形时不直接参加工作，增加有效荷载时碳纤维布应变滞后与钢筋和混凝土的应变，从而不能充分发挥碳纤维布的高强作用。?

针对这种情况，本文利用有限元软件ANSYS9.0分别模拟碳纤维布在使用之前粘贴和在使用过程中不卸载的情况下粘贴、在使用过程中卸载之后粘贴三种情况下的极限承载力、挠度、碳纤维强度发挥情况。

2、有限元模型建立

碳纤维布加固钢筋混凝土板由4种不同的材料组成：混凝土、钢筋、粘结树脂和碳纤维布,其性能明显依赖于4种材料的性能,尤其是在非线性阶段,其非线性性能都不同程度地在组合材料中反映出来。?

2.1分析对象与材料参数?

(1)首先对钢筋混凝土简支板不采取任何加固措施,受均布荷载,直到板开裂,用于计算对比;?

(2)板底部居中粘贴碳纤维布,碳纤维布的纤维方向长度到板两端铰接处，宽度与板同宽。

单向板混凝土设计强度为Ｃ20,板厚度80mm,宽500mm,板全长1800mm，支点跨度1750mm,板内受拉钢筋5?8,分布钢筋?6@200,钢筋保护层厚度20mm,碳纤维布厚度0.167mm，宽度300mm。?

2.2基本假定?

(1)在受力过程中,碳纤维布的应变与钢筋、混凝土的应变满足变形协调原理;?

(2)钢筋与混凝土、碳纤维布与混凝土间有足够好的粘结,无相对滑移。?

2.3本构关系?

混凝土的本构关系以《混凝土结构设计规范》(GB50010—2002)为标准，确定应变和与其相应的应力，见表１。?

钢筋的应力-应变关系采用理想弹塑性模型。?

碳纤维布应力与应变为线弹性关系，即?
?σcf=Ecfεcf?

2.4模型单元的选取、材料参数、破坏准则?

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发布：2007-08-14 12:24 编辑：泛普软件 · xiaona [打印此页] [关闭]

不同卸载情况下碳纤维布加固钢筋混凝土板有限元分析

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