爆炸荷载下CFRP筋与混凝土黏结滑移性能及数值模拟研究

为了研究CFRP筋在爆炸冲击荷载下的黏结滑移性能,运用大型有限元软件ABAQUS建立CFRP筋混凝土构件的精细化有限元模型并与CFRP筋静力拉拔试验数据结果进行对比,确定CFRP筋与混凝土的界面参数及验证有限元建模方法的正确性。然后利用ABAQUS软件中的CONWEP模块,研究爆炸冲击荷载作用下CFRP筋的黏结滑移行为。有限元分析表明：在爆炸冲击力从增加到衰减的过程中,CFRP筋的滑移量在爆炸冲击正相加载压力下迅速增加,然后在负相加载压力下发生回缩。还利用所建立的模型开展了拓展参数分析,研究不同折合距离对CFRP筋黏结滑移性能的影响。参数分析表明：随着折合距离的递减,CFRP筋的滑移量呈非线性递增,折合距离减小到一定程度后,CFRP筋的滑移量迅速增大;随着混凝土强度等级的增加,CFRP筋的滑移量呈减小趋势,其滑移量回落幅度随着混凝土强度的增加也在减小。CFRP筋在不同的爆炸冲击荷载下均因负相加载压力的作用在达到最大滑移量之后发生一定程度的回缩,但当爆炸荷载过大时,CFRP筋的滑移量因混凝土碎屑造成的二次冲击在回缩后又继续增大。     

简支钢混组合箱梁界面相对滑移性能研究

为研究简支组合梁中钢梁与混凝土板之间界面的相对滑移,采用有限元软件ANSYS对某钢—混凝土组合箱梁进行有限元模拟,分析了荷载大小和混凝土强度对界面相对滑移的影响。研究表明:钢梁与混凝土板之间的相对滑移量随荷载的增大而增大;相对滑移量随混凝土强度的增大而略微减小。     

压型钢板组合梁滑移性能的有限元分析

利用ANSYS有限元软件对压型钢板组合梁模型进行了有限元数值模拟分析,将有限元分析结果与试验结果进行了比较,验证了模型的合理性,利用ANSYS软件对压型钢板组合梁在栓钉布置方式和混凝土板强度影响下交界面的滑移性能进行了探讨.     

CFRP板加固钢筋混凝土梁的分离式有限元模型

利用有限元方法对用外粘碳纤维复合材料(CFRP)板加固的钢筋混凝土梁的受弯性能进行了分析。在分析中采用了分离式非线性有限元模型,在模型中考虑了钢筋与混凝土、CFRP板与混凝土的联结滑移对梁受弯性能的影响,并用试验验证了该模型的正确性。最后,用该模型对考虑二次受力时CFRP板加固梁受力机理进行了非线性有限元分析。     

基于ANSYS的碳纤维薄板加固RC梁的有限元分析

基于实验数据的CFRP加固混凝土构件的计算方法,其经验公式得出结果较为粗糙。基于ANSYS有限元软件中的Solid65单元对钢筋混凝土简支梁建模,对CFRP加固RC梁的开裂性状、极限承载力及破坏规律进行分析。本文建立了碳纤维薄板加固RC梁的有限元模型,分析了碳纤维加固后的混凝土构件特性,并与三点弯实验结果进行了对比分析,结果表明:基于ANSYS有限元分析方法可以较好地表征出碳纤维薄板加固RC梁的非线性力学特征;CFRP薄板加固RC梁可以有效抑制裂缝的发展,并提高RC梁的极限承载力。     

基于OpenSees的碳纤维加固梁柱节点有限元分析

采用有限元软件OpenSees对中间层边柱采用CFRP加固的梁柱节点进行了数值模拟分析,并与实验结果进行了对比,主要模拟和研究了CFRP加固节点核心区混凝土非线性抗剪性能、核心区梁柱纵筋锚固滑移性能、梁柱混凝土强度等级等因素对节点抗震性能的影响。     

CFRP板加固混凝土宽缺口试验梁界面滑移量求取方法

FRP板-混凝土之间界面的黏结能力可通过FRP-混凝土界面黏结滑移曲线来考量。为寻求相对准确的界面黏结滑移模型,研究外贴CFRP板加固混凝土梁界面特性,将混凝土梁的纯弯段混凝土保护层部分切除形成宽缺口梁,对混凝土梁实施外贴CFRP板加固,并对其进行四点弯曲加载,通过外置的测试系统可以精确测量CFRP板指定截面的移动量。试验和分析计算表明,用所设计的试验及其测试系统能够较准确地研究混凝土-CFRP板界面上的黏结剪应力及滑移特性,截面移动量易测,CFRP板受力明确且平均剪应力求取方便,可准确获取CFRP板与混凝土界面的滑移量及黏结滑移曲线,获取界面滑移量不需在CFRP板上密贴应变片,试验方法和界面滑移计算方法可为CFRP板与混凝土界面的特性研究提供参考。     

钢筋与混凝土黏结性能的数值模拟

对钢筋与混凝土间的黏结性能进行数值模拟,为系统研究钢筋与混凝土间的黏结性能提供可靠的数据支持,是黏结性能试验的有益补充.在介绍混凝土结构有限元理论的基础上,引入混凝土多参数强度准则和非线性本构关系,参照拉拔试验和梁式试验构件特征,采用有限元分析软件ANSYS对黏结性能进行了非线性分析,取得了混凝土应力分布、平均黏结应力-滑移关系曲线等结果,并与现有的黏结性能试验结果相对比,结果吻合较好.     

CFRP筋夹片式锚具数值分析

采用ANSYS有限元软件建立CFRP筋夹片式锚具数值有限元模型,通过分析计算结果,得出Tsai-Wu失效准则能够较好地模拟CFRP筋在复杂应力作用下的失效、荷载滑移的理论计算曲线基本能反映实际情况,锚杯外表面轴向应力和环向应力的计算值与实测值基本一致。     

预应力CFRP板加固钢筋混凝土梁的有限元分析

应用ANSYS有限元分析软件对CFRP板加固钢筋混凝土梁的受力性能进行了有限元分析,给出了相应的荷载—挠度曲线,并提出了有关设计和应用建议,以期促进预应力CFRP加固技术的研究。     

预应力碳纤维布加固钢筋混凝土梁非线性有限元分析

采用预应力碳纤维布对钢筋混凝土梁进行增强加固,能够充分发挥碳纤维布高强的性能,提高加固效果。组合利用Visual Basic,Fortran以及Surfer等计算程序,编制了完整的预应力碳纤维布加固钢筋混凝土梁的非线性有限元分析程序,程序具有良好的操作界面、高效的计算速度以及直观的显示过程。在程序编制过程中,考虑了碳纤维布与混凝土之间的粘结滑移关系。通过与3根室内试验梁结果进行对比,可知程序计算得到的承载力、荷载-挠度曲线以及CFRP应变曲线都与试验值较吻合。     

CFRP加固钢筋混凝土梁正截面承载力有限元分析

结合CFRP片材和钢筋混凝土梁的材料及工作特性,通过有限元数值模拟了CFRP加固钢筋混凝土粱的工作特性,并与试验结果进行了对比。分析结果表明通过合理选择有限元分析数值模型,可有效预测CFRP加固梁的工作性能。在此基础上,对CFRP片材加固钢筋混凝土梁的正截面受力机理进行了分析,为今后进行更深层次的数值试验和更广泛的影响因素敏感性分析奠定了基础。     

预应力碳纤维布加固损伤混凝土梁非线性有限元分析

采用ANSYS有限元分析软件,对不卸载时预应力碳纤维布加固钢筋混凝土梁的受力变形性能进行了计算分析。计算中采用升温法来施加预应力,利用单位的生与死来实现不卸载时的加固。通过与试验结果进行对比可知,数值计算结果与试验分析结果吻合较好。在此基础上,对不同初始损伤量及CFRP加固量进行了扩展计算可知,初始损伤梁对混凝土梁承载能力几乎无影响,通过增加CFRP加固层数能有效提高混凝土梁的承载能力。     

不卸载时预应力碳纤维布加固混凝土梁有限元分析

采用ANSYS有限元分析软件,对卸载或不卸载时预应力碳纤维布加固梁进行仿真分析,并在有限元分析中提出了施加预应力的方法(升温法),以及利用单元的生与死实现不卸载时加固的方法.实例对比分析表明,基于ANSYS的有限元分析结果与试验分析结果吻合较好,可在一定程度上有效替代试验分析方法,从而减少试验所需的时间和费用,对后续的碳纤维布加固混凝土结构的研究工作具有一定的参考价值.     

碳纤维布加固混凝土T形梁试验及有限元分析

在碳纤维布加固桥梁用钢筋混凝土 T 形梁抗弯试验的基础上,应用有限元方法对其进行了力学性能分析,并与试验结果进行了对比,有限元计算结果与试验结果具有较好的一致性,能很好地预测并模拟碳纤维布加固混凝土梁的抗弯性能,为以后的数值研究工作奠定了基础。     

CFRP布对不同截面混凝土柱加固性能分析

为了探究碳纤维增强复合材料(CFRP)布对不同截面混凝土柱的加固性能,以条带用量、条带净间距、条带净宽等参数为控制变量,设计并制作了3组钢筋混凝土柱,第1组试件为方形截面柱,第2组试件为T形截面柱,第3组试件是在第2组试件的基础上,在翼缘与腹板转角处利用角钢对CFRP布进行锚固。通过对3组钢筋混凝土试件进行轴心受压试验,得到了试件极限荷载、轴向变形以及破坏形态等试验数据。采用有限元软件ABAQUS建立了一批CFRP布约束状态下的混凝土短柱,并对其力学性能进行了分析。根据试验数据及有限元分析结果,提出了CFRP条带约束状态下方形截面钢筋混凝土柱和角钢锚固CFRP条带约束状态下T形截面钢筋混凝土柱极限承载力的计算公式。结果表明：随着CFRP条带用量的增加,加固混凝土柱的承载力增大;当CFRP条带的用量相同时,极限承载力随条带净间距的减小而增大;使用角钢在T形截面柱的翼缘与腹板转角位置对CFRP条带锚固,可以更好地发挥出CFRP条带的抗拉强度,使混凝土柱的极限承载力有所提升。     

FRP加固混凝土梁的有限元分析

碳纤维复合材料(CFRP)加固混凝土结构是一种新型结构加固方法。在大比例模型试验的基础上,应用有限元程序对 T 型梁进行了加固分析,以研究 CFRP 布加固对混凝土梁抗弯能力及刚度的提高程度。分析结果表明,CFRP 布加固可应用于大型钢筋混凝土桥梁。     

FRP加筋混凝土梁受弯试验研究与有限元分析

对GFRP(Glass Fiber Reinforced Polymer)和CgRP(Carbon Fiber Reinforced Polymer)加筋混凝土梁进行了三分点静载试验,分析了FRP加筋混凝土梁的荷载-变形关系和破坏形式并将试验结果进行了对比;建立了FRP加筋混凝土梁的有限元模型,得到了 FRP加筋混凝土梁的变形-荷载关系、极限承载力、应力应变分布、裂缝分布等.通过试验结果与有限元模型的对比与分析,建立适用于FRP加筋混凝土构件的设计方法.     

基于ABAQUS的侧贴碳纤维布加固连续梁数值模拟

采用非线性有限元分析软件ABAQUS对未加固连续梁、侧贴碳纤维布加固连续梁进行数值模拟,并将有限元分析结果与试验结果对比。分析表明:与未加固连续梁相比,侧贴碳纤维布加固连续梁的承载力和变形性能明显提高,提高的幅度随碳纤维布侧贴高度增大而降低;基于ABAQUS的有限元分析结果与试验分析结果吻合较好,可在一定程度上有效替代试验分析方法,从而减少试验所需的时间和费用,可以为类似的加固设计和试验提供参考。     

CFRP加固二次受力混凝土梁的试验研究与有限元分析

采用有限元方法对CFRP加固二次受力钢筋混凝土梁的抗弯性能进行了分析,并与试验结果进行了比较.结果表明,通过合理选择有限元分析数值模型,可以较好地预测CFRP加固钢筋混凝土梁的抗弯性能.试验研究与有限元理论分析比较,结果比较吻合,表明本文提出的数值模拟研究的理论及方法是可行的,可以用于工程设计计算和作为模型试验的参考.