纤维锚钉用于FRP受弯加固RC梁的设计方法研究.pdfVIP

The design method research of FRP flexural reinforcement RC beams with the fiber anchors A Dissertation Submitted for the Degree of Master Candidate：Li Binbin Supervisor：Vice Prof. Wang Bu Chang’an University, Xi’an, China 摘 要 由于结构老化、自然灾害等因素的影响，许多建筑需要补强修复，因此各种加固方 法相应而生。随着复合材料的发展和自身高强、耐腐蚀、自重轻等突出的优点，FRP 加 固技术应用越来越广泛，但是早期的剥离破坏严重影响了FRP 加固技术的发展。早期的 剥离破坏大大降低了加固效果，甚至使加固失效。因此怎样阻止和延缓剥离的发生成了 近年各国学者的重点研究问题。通过试验研究和有限元模拟分析，各国学者已经取得了 丰硕的成果，也提出了各种锚固方法。其中纤维锚钉(Fiber Anchor)锚固 FRP 加固梁 (FA-FRP)就是其中一种方法，但是现有的研究大多是利用试验对纤维锚钉进行拉拔试验 研究，应用于钢筋混凝土梁的研究很少，对纤维锚钉锚固FRP 梁的抗弯承载力的研究进 展较小。因此，本文采用仿真模拟的方法，结合已有的试验模型，建立了有限元分析模 型。通过有限元模型的分析，本文对FA-FRP 方法的抗弯承载力进行了研究，具体研究 内容如下： 首先，本文主要介绍了各种加固方法的理论，重点介绍了CFRP 加固技术的研究现 状及其特点，并介绍了针对剥离破坏的各种研究方法。详细地介绍了FRP 与混凝土之间 的粘结性能、FRP 剥离破坏机理及其剥离强度模型。 其次，介绍了有限元的分析理论，并对单元类型的选择、实体模型、材料本构关系 进行了介绍，并对建模过程中存在的关键问题进行了详细的介绍。通过对实体模型的模 拟建立了对比梁的有限元模型，通过改变影响因素建立了多组FA-FRP 模拟试验梁的有 限元模型，并根据有限元的仿真计算结果分析了试验梁的荷载-挠度曲线、FRP 锚钉的应 力变化以及其周围混凝土的应力变化。 最后，根据已有的分析和研究，分析了FA-FRP 加固技术的作用机理，结合现有的 EB-FRP 的抗弯承载力的计算方法，利用有限元数据拟合了FA-FRP 的抗弯承载力设计公 式。 关键词：CFRP 加固，剥离，有限元分析，纤维锚钉，抗弯承载力 i Abstract Because the influence of structure aging, natural disasters and other factorsmany of the buildings need to be repaired and reinforced, so various reinforcement methods be generated accordingly. With the development of composite material and its advantages of high strength, corrosion resistance and light weight, etc, FRP reinforcement technology is applied more and more widely, but early debonding damage seriously affected the development of FRP strengtheningtechnique. Early debonding damage greatly reduces the reinforcement effect, or even disables reinforcement. So how to prevent an