CFRP与钢板加固RC梁滞回性能有限元分析研究

刘 勇,杨 霞

(泸州职业技术学院,四川 泸州 646005)

粘CFRP(Carbon Fiber Reinforced Ploymer,简称CFRP)法与粘钢板法加固是目前钢筋混凝土结构加固中运用较为普遍的两种加固方法,这两种方法在加固机理、设计理念、施工方法都有很多相似的地方,大量研究表明:通过粘CFRP与粘钢板可以显著提高加固构件或结构的承载能力[1-2],但是对于其加固之后的结构或构件的抗震性能,目前还没有进行深入的探讨和试验,尤其是利用ANSYS软件进行低周反复荷载的模拟实验,几乎是空白。

1 有限元分析

1.1 CFRP加固RC梁的基本假定

在ANSYS分析中采用如下假定[3]:①CFRP布与混凝土及混凝土与钢筋粘结良好,无相对滑移;②在受力过程中,CFRP布的应变与钢筋、混凝土的应变满足变形协调原理;③梁在加固前后的抗剪承载力足够。

1.2 材料的基本参数

材料参数的各项指标如表1所示,混凝土强度等级为C25,加固材料采用日本新石油(原日本石三菱)公司提供的碳纤维布,粘结剂是武汉武大巨成加固实业有限公司所提供的WSJ建筑结构胶,CFRP布厚0.111mm,梁上下表面满贴。

表1 粘CFRP材料物理参数

1.3 钢板加固RC梁的基本假定[4]

①梁受弯后,截面上的混凝土、钢筋以及钢板的应变符合平截面假定;②钢筋与混凝土充分粘结,无相对滑移,变形协调;③钢板与被粘结钢筋混凝土梁充分粘结,无相对滑移,变形协调,即忽略粘结胶的影响;④钢筋为双线性随动硬化材料,关掉混凝土压碎选项(即令单轴抗压强度Un CompSt=-1),裂缝张开传递系数为0.35,裂缝闭合传递系数为1;⑤接触单元实常数采用默认值,调整初始接触条件来实现目标面和接触面之间可能发生过大的初始渗透。……