2013年11月下第42卷第22期
D0I:10.7672/sgjs2013220055
施工技术
CONSTRUCTION TECHNOLOGY
碳纤维布加固钢筋混凝土梁非线性分析
鲁良辉，代国忠，施维成
（常州市建设工程结构与材料性能研究重点实验室（常州工学院），江苏常州213002）
[摘要】利用ANSYS有限元分析软件，根据已有的试验数据，建立混凝土架的非线性有限元分析模型，模拟分析碳纤维布加固钢筋混凝土梁受弯破坏的全过程。详细说明了分析过程中影响有限元模型收敛的参数取值。对比分
析表明，基于ANSYS的有限元分析结果与试验分析结果符合较好。【关键调】加固；碳纤维布；受弯性能；有限元分析
【中图分类号］TU375.1
【文献标识码］A
【文章编号】1002-8498(2013)22-0055-03
Nonlinear Analysis of Strengthened Reinforced Concrete
BeamwithCFRP
Lu Lianghui, Dai Guozhong, Shi Weicheng
( Changzhou Key Lab of Construction Engineering Structure and Material Properties,
Changzhou Institute of Technology,Changzhou, Jiangsu213002, China )
Abstract: Based on the test data, the ANSYS finite element analysis software was explored to establish the finite element model for concrete beam nonlinear analysis. The whole process of flexural failure of CFRP strengthened concrete beam was investigated. A detailed description of the analysis process of finite element model of convergence of the parameter is provided. Comparative analysis shows that the analysis results based on the ANSYS finite element agree well with the experiment results.
Key words: strengthening; carbon fiber reinforced polymer; flexural behavior; finite element analysis
碳纤维布是一种高强轻质材料，其耐腐蚀性和耐久性相对于钢材具有明显的优越性，用碳纤维布加固结构具有施工方便、适用广泛、质量易于保证、附加荷载轻的特点，已经广泛应用于土木工程领域的加固中。然而碳纤维布是一种线弹性材料，其弹性模型与钢材相差不大，但其极限抗拉强度是钢筋的10倍左右，在碳纤维布加固钢筋混凝土梁的过程中，由于二次受力以及碳纤维布端部黏接锚固的间题，常会影响碳纤维布的加固效果。作为一种新的混凝土结构加固技术，由于具有鲜明的特点，许多研究者对碳纤维布加固混爱土梁进行了大量的试验研究，RaafatEI-Hacha对预应力碳纤维布加固混凝土梁的工艺及在常温和低温下的受弯性能进行了试验研究(1-2]；尚守平[3]、江胜华[4]进行了预应力碳纤维布加固混凝土染的受弯性能试验研究：徐福泉、廖娟、董江峰等对碳纤维布加固混凝土梁的受
*江苏省自然科学基金项目（BK2012592）
【作者篇介】鲁良辉，讲师，国家一级注册结构工程师，E-mail Ilh0403@ 126.con
【收稿日期】20013-06-21 万方数据
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旁、受剪性能进行了试验研究[S-]]，取得了有价值的成果，但是相关的试验成本高，试验数据的离散性在很大程度上限制了研究工作。ANSYS作为一种大型的通用有限元程序，已被广泛用于结构分析和内力计算过程。尚守平使用ANSYS软件数值模拟了预应力碳纤维布加固混凝土梁受弯性能（），叶列平对U形FRP加固钢筋混凝土粱受剪剥离性能进行了有限元分析19。曾祥荣利用杀死和激活单元的方法，数值模拟了不卸载时预应力碳纤维布加固混凝土梁的受弯性能(10]。大量有限元研究分析表明，用ANSYS有限元软件能够成功地模拟各种工况下碳纤维布加固钢筋混凝土梁的受力特性。
1有限元分析模型的建立 1.1基本假定
1)垂直于杆件轴线的各平截面（即杆的横截面)在杆件受拉伸、压缩或纯弯曲变形后仍然为平面，并且同变形后的杆件轴线垂直。
2)不考患钢筋与混凝土间的相对滑移，认为碳纤维布与混凝土黏结良好，无相对变形。
3)在加载直到染破坏的整个过程中，碳纤维布