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由于建筑結(jié)構(gòu)使用年代的增長以及結(jié)構(gòu)功能要求的提高，混凝土結(jié)構(gòu)加固的重要性也日益突出。纖維增強(qiáng)復(fù)合材料(FRP)作為一種由高性能纖維、聚酯基、乙烯基或環(huán)氧樹脂組成的材料，具有許多優(yōu)良的性能，如強(qiáng)度高、自重輕、耐腐蝕以及高模量等。故隨著建筑技術(shù)的不斷發(fā)展，F(xiàn)RP被越來越廣泛的應(yīng)用到實際工程尤其是結(jié)構(gòu)的加固改造工程中來。國內(nèi)對于FRP在加固混凝土結(jié)構(gòu)方面的研究始于1990年代中期，由于FRP加固技術(shù)在土木工程中有著廣泛的應(yīng)用前景，許多大專院校、科研院所都投入相當(dāng)大的精力對相關(guān)課題進(jìn)行研究。但作為一項較新的技術(shù)，目前我國還沒有制定出成熟的規(guī)范。
有限元分析作為一種有力的數(shù)值分析工具，在現(xiàn)代工程技術(shù)領(lǐng)域中有著非常廣泛的應(yīng)用。它通過將連續(xù)的區(qū)域離散為有限個、在節(jié)點處按一定方式相連的一組單元來模擬復(fù)雜的求解區(qū)域。與試驗研究相比，有限元分析可以方便的調(diào)整相關(guān)的參數(shù)，獲得一些用試驗方法不易取得的數(shù)據(jù)，同時可以節(jié)省物力人力的投入。在保證精度的前提下，利用有限元分析，可以為試驗研究提供指導(dǎo)建議，甚至在一定程度上替代相應(yīng)的試驗研究。
鑒于此，本研究利用有限元軟件ANSYS對纖維布加固鋼筋混凝土梁的受彎性能進(jìn)行了分析試件為采用FRP加固的4根矩形截面鋼筋混凝土簡支梁。4根梁B-1、B-2、B-3、B-4分別為不加固，加固一層，加固兩層，加固三層。每層FRP的厚度為0.111 mm。截面尺寸為b×h=200 mm×300 mm，凈跨2500 mm，縱向受拉鋼筋為Ⅱ級鋼筋216，配筋率為0.75%，箍筋和架立筋為I級鋼筋，在三分點處加載，如圖所示。
在本研究的有限元分析中，混凝土的彈性模量為3×e4MPa，泊松比為0.2，開口裂縫剪力傳遞系數(shù)為0.3，閉合裂縫剪力傳遞系數(shù)為0.5，單軸抗拉強(qiáng)度為2.71MPa。單軸受壓應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系采用Rusch模型，其中峰值應(yīng)力取23.2MPa，并采用等向強(qiáng)化準(zhǔn)則。破壞準(zhǔn)則采用Willam-Warnke五參數(shù)準(zhǔn)則。由于和抗壓強(qiáng)度相比，混凝土的抗拉強(qiáng)度相對很低，所以在混凝土試件單軸受壓時，實際上是由泊松效應(yīng)引起的垂直于荷載方向拉應(yīng)變造成試件的最終破壞。為了使有限元分析結(jié)果收斂，在研究的分析中不考慮壓碎判據(jù)。鋼筋的彈性模量為2×e5MPa，泊松比為0.3，采用雙線性隨動強(qiáng)化準(zhǔn)則。碳纖維布的彈性模量為2.35×e5MPPa，泊松比為0.3。
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