本文關鍵詞：基于CZM的FRP-混凝土界面有限元分析，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：纖維增強復合材料(FRP)-混凝土界面的粘結性能是FRP加固技術的關鍵所在。國內外學者進行了大量試驗研究,獲得了多種粘結承載力、局部粘結滑移公式。實際加固構件的破壞往往不是FRP材料被拉斷,而是FRP-混凝土界面附近混凝土的剝離,所以最理想的有限元方法是直接模擬混凝土的破壞。但是這種方法不僅需要非常精細的網格,而且常常遇到數(shù)值收斂困難,另外混凝土本構中諸多有重大影響的參數(shù)缺乏理論依據。基于斷裂力學的CZM (Cohesive Zone Model)方法正引起越來越多的關注,多位學者已經推導了跨中裂縫引起FRP剝離、FRP粘貼邊緣起裂等不同剝離破壞形式的封閉解。但是受限于嚴格的邊界荷載條件,這些理論解無法推廣到一般情況。基于CZM,本文進行FRP-混凝土界面破壞的有限元分析,主要內容和結論如下：1.對單剪試驗進行有限元分析。計算得到的荷載位移曲線、粘結承載力與試驗結果吻合較好。得到了不同荷載水平下FRP應力、FRP-混凝土界面剪切應力和滑移量的分布情況；參數(shù)研究表明,若FRP錨固長度足夠長,則粘結強度對粘結承載力的影響不大,界面斷裂能越大,承載力越大。2.對FRP加固帶縫素混凝土梁進行平面有限元分析,計算得到的荷載峰值與試驗結果均吻合較好。加載過程中先后出現(xiàn)兩個荷載峰值,后一個峰值與FRP-混凝土界面粘結性能相關,不受初始裂縫高度的影響。同時分析了跨中混凝土裂縫引起的FRP剝離的全過程。3.對FRP加固帶縫素混凝土梁進行三維有限元分析,考慮了初始裂縫口FRP未粘結段的影響,同時混凝土軟化段采用指數(shù)型表達式,FRP采用殼單元而非實體單元模擬,更真實地再現(xiàn)了跨中裂縫引起的FRP剝離過程,而且能方便地直接揭示加載過程中界面剪切應力的分布和變化過程。4.分析了界面參數(shù)對FRP加固鋼筋混凝土梁數(shù)值計算結果的影響,結果表明在一定范圍內粘結強度對加固梁承載力的影響不大,但是卻影響加固梁的破壞形式,本文建議對陸新征粘結滑移本構預測的粘結強度進行0.4倍的折減,斷裂能仍采用該本構的預測值。在此基礎上,進一步研究了FRP端部剝離引起的加固梁破壞的全過程。
【關鍵詞】：FRP CZM 界面粘結滑移 剝離破壞 數(shù)值模擬
【學位授予單位】：大連理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TU37
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 1 緒論9-19
• 1.1 FRP材料及其在混凝土結構加固中的應用9
• 1.2 FRP-混凝土界面粘結性能影響因素9-11
• 1.3 FRP-混凝土界面粘結承載力模型和粘結滑移本構11-16
• 1.4 FRP-混凝土界面性能數(shù)值分析與CZM模型16-18
• 1.5 本文主要研究內容18-19
• 2 CZM的斷裂力學基礎及有限元實現(xiàn)19-28
• 2.1 斷裂力學簡介19-20
• 2.2 CZM的概念20-21
• 2.3 CZM的有限元實現(xiàn)21-23
• 2.4 CZM的驗證23-27
• 2.4.1 DCB與ENF23-25
• 2.4.2 混凝土Ⅰ型斷裂25-27
• 2.5 本章小結27-28
• 3 FRP-混凝土界面力學性能平面有限元分析28-45
• 3.1 引言28
• 3.2 單剪試驗28-35
• 3.2.1 問題描述28
• 3.2.2 有限元模型28-30
• 3.2.3 計算結果30-34
• 3.2.4 參數(shù)研究34-35
• 3.3 跨中裂縫引起的FRP剝離35-43
• 3.3.1 問題描述35-36
• 3.3.2 有限元模型36-38
• 3.3.3 計算結果分析38-41
• 3.3.4 參數(shù)研究41-43
• 3.4 本章小結43-45
• 4 跨中裂縫引起的FRP剝離三維有限元分析45-56
• 4.1 引言45
• 4.2 三維實體有限元模型45-47
• 4.3 計算結果分析47-52
• 4.3.1 荷載-CMOD曲線47-48
• 4.3.2 CFRP應力分析48-49
• 4.3.3 CFRP-混凝土界面剪切應力與滑移量分析49-51
• 4.3.4 混凝土應力分析51-52
• 4.4 與平面模型計算結果的比較52-55
• 4.5 本章小結55-56
• 5 FRP-混凝土界面端部剝離的有限元分析56-69
• 5.1 引言56
• 5.2 有限元模型56-59
• 5.3 結果分析59-68
• 5.3.1 界面參數(shù)的影響59-65
• 5.3.2 FRP應力分析65
• 5.3.3 界面粘結滑移分布65-67
• 5.3.4 混凝土應力應變分析67-68
• 5.4 本章小結68-69
• 結論69-70
• 參考文獻70-75
• 攻讀碩士學位期間發(fā)表學術論文情況75-76
• 致謝76-77

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1 王俊顏;楊全兵;肖鴻儒;;塑管混凝土界面透氣性研究[J];同濟大學學報(自然科學版);2010年07期

2 王樹森;程永春;劉寒冰;李春良;;碳纖維與混凝土界面粘貼強度的精確測量方法[J];吉林大學學報(工學版);2006年S1期

3 鄭建軍;周欣竹;姜璐;徐世p，

本文編號：434683