FRP材料已在工程加固領域獲得了廣泛應用,根據需要可以將FRP材料制成FRP布,粘貼在混凝土表面以達到對混凝土梁的抗彎加固或抗剪加固。在FRP布加固混凝土梁中,混凝土開裂引起的FRP-混凝土界面剝離破壞是一種主要的破壞形式。在膠層施工可靠的情況下,界面破壞一般不發(fā)生在膠層內部,而是在與膠層相交的混凝土層內。本文基于CZM,分別采用損傷塑性混凝土模型及基于擴展有限元的受拉開裂模型研究由混凝土開裂引起的FRP-混凝土之間的界面剝離破壞。在腐蝕性環(huán)境下,使用FRP筋代替鋼筋已成為一種新的趨勢,但FRP筋表面形式與鋼筋有較大差異,而FRP筋與混凝土之間的有效粘結是保證FRP筋混凝土結構正常使用的關鍵。本文在課題組試驗的基礎上,采用基于粘性接觸對的形式對FRP筋混凝土之間的粘結滑移全過程進行數值分析。本文主要內容與結論如下:1.針對混凝土本構模型,對混凝土裂縫擴展及界面的數值計算方法開展研究。采用損傷塑性模型模擬混凝土,使用基于CZM的界面單元模擬混凝土與FRP布之間的界面,建立課題組試驗梁的數值模型,比較試驗結果與數值結果,結果表明損傷塑性模型可以較好地模擬FRP加固梁的裂縫形態(tài)及破壞形式。2... 

【文章來源】：大連理工大學遼寧省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數】：82 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 FRP片材及筋材在工程中的應用
    1.2 FRP材料在應用中存在的問題
        1.2.1 FRP布加固混凝土梁的破壞形式
        1.2.2 FRP筋混凝土材料的主要破壞形式
    1.3 國內外研究現狀
        1.3.1 實驗研究
        1.3.2 數值計算方法研究
        1.3.3 數值分析中仍然存在的問題
    1.4 本文主要研究內容
2 基于損傷塑性模型的混凝土開裂引起界面剝離的數值分析
    2.1 引言
    2.2 FRP加固混凝土試驗梁介紹
    2.3 有限元模型
        2.3.1 混凝土損傷塑性模型
        2.3.2 鋼筋
        2.3.3 FRP布
        2.3.4 CZM及其在FRP-混凝土界面中的實現
    2.4 計算結果分析
        2.4.1 荷載位移曲線
        2.4.2 破壞形式分析
        2.4.3 混凝土裂縫分布
        2.4.4 FRP布應力分布
        2.4.5 FRP-混凝土界面應力分布
    2.5 本章小結
3 基于XFEM的混凝土開裂引起界面剝離的數值分析
    3.1 引言
    3.2 擴展有限元計算裂縫原理
    3.3 XFEM在Abaqus中的實現
    3.4 XFEM算例一：素混凝土梁分析
    3.5 XFEM算例二：FRP加固預損傷鋼筋混凝土試驗梁的分析
        3.5.1 一次加載混凝土裂縫擴展分析
        3.5.2 二次加載的BFRP加固梁分析
    3.6 本章小結
4 FRP筋混凝土界面模型分析及數值計算
    4.1 引言
    4.2 拉拔試驗介紹
    4.3 有限元模型
        4.3.1 粘結滑移本構模型
        4.3.2 粘結滑移本構在Abaqus中的實現
        4.3.3 建立有限元模型
    4.4 計算結果分析
        4.4.1 粘結滑移模型對比
        4.4.2 混凝土應力
        4.4.3 FRP筋應力
        4.4.4 界面接觸應力及滑移
    4.5 本章小結
5 基于XFEM的FRP筋混凝土梁界面應力分析
    5.1 引言
    5.2 試驗介紹
    5.3 有限元模型
        5.3.1 混凝土
        5.3.2 GFRP筋
        5.3.3 受壓筋及箍筋
        5.3.4 FRP筋與混凝土界面粘結滑移模型
    5.4 計算結果分析
        5.4.1 裂縫擴展形態(tài)
        5.4.2 GFRP筋應力
        5.4.3 界面接觸應力
    5.5 本章小結
結論
參考文獻
攻讀碩士學位期間發(fā)表學術論文情況
致謝


【參考文獻】：
期刊論文
[1]基于實驗和數值方法的橡膠材料本構模型分析[J]. 李煉,潘盛山.  沈陽大學學報(自然科學版). 2015(04)
[2]擴展有限元方法及應用綜述[J]. 郭歷倫,陳忠富,羅景潤,陳剛.  力學季刊. 2011(04)
[3]基于響應曲面的時效成形材料參數修正[J]. 熊威,甘忠,許旭東.  航空制造技術. 2011(19)
[4]混雜FRP-混凝土T形組合梁受彎性能試驗研究[J]. 張普,朱虹,孟少平,雷云,吳剛,吳智深.  東南大學學報(自然科學版). 2010(03)
[5]轎車拖鉤強度分析[J]. 傅薇,張影.  合肥工業(yè)大學學報(自然科學版). 2009(S1)
[6]玄武巖纖維布加固鋼筋混凝土梁受彎試驗研究[J]. 歐陽煜,王鵬,李翔.  建筑結構. 2008(11)
[7]FRP筋與混凝土粘結性能的試驗研究及數值模擬[J]. 徐新生,張寧,鄭永峰.  高科技纖維與應用. 2008(05)
[8]FRP-混凝土界面粘結滑移本構模型[J]. 陸新征,葉列平,滕錦光,莊江波.  建筑結構學報. 2005(04)
[9]纖維增強塑料筋混凝土粘結滑移本構模型[J]. 高丹盈,朱海堂,謝晶晶.  工業(yè)建筑. 2003(07)
[10]碳纖維布用于鋼筋混凝土梁抗彎加固的試驗研究[J]. 吳剛,安琳,呂志濤.  建筑結構. 2000(07)

博士論文
[1]FRP-混凝土界面行為研究[D]. 陸新征.清華大學 2005

碩士論文
[1]GFRP筋與混凝土粘結性能試驗研究[D]. 代前前.大連理工大學 2017
[2]不同種類FRP加固鋼筋混凝土梁的試驗研究及理論分析[D]. 李宇婧.大連理工大學 2012
[3]鋼筋混凝土粘結性能和梁裂縫的數值模擬[D]. 陳強.浙江大學 2011
[4]FRP筋混凝土梁受力性能的試驗研究及有限元分析[D]. 鄭永峰.濟南大學 2008
[5]FRP筋混凝土梁設計理論研究[D]. 鄭喬文.同濟大學 2006
[6]ABAQUS用戶材料子程序開發(fā)及應用[D]. 楊曼娟.華中科技大學 2005



本文編號：3119370