自锁锚固CFRP条带预应力抗剪加固混凝土T梁有限元分析

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摘要:本课题组采用预应力自锁锚固CFRP条带对梁进行抗剪加固,充分发挥了CFRP强度,大幅提高了梁的抗剪承载力。基于课题组试验研究成果,本文利用ANSYS对13根(其中8根已进行试验研究预应力自锚CFRP条带加固预载作用下钢筋混凝土T梁的抗剪性能进行了数值模拟,探讨了预载大小、预应力水平等对加固效果的影响,建立了加固梁抗剪承载力计算公式。主要工作及研究成果如下:1.建立了预应力自锚CFRP条带抗剪加固预载作用下钢筋混凝土T梁的有限元模型,对13根梁的开裂荷载、极限荷载、跨中挠度以及CFRP条带应变进行了有限元数值模拟计算,并与已有试验结果进行了对比分析,验证了本文所建立有限元模型的合理性。2.有限元模拟结果表明:预应力CFRP条带被拉断时,梁极限承载力随预载水平的提高呈现先增大后减小的变化趋势,当预载取梁开裂荷载时,达到最大值。而该破坏形式下,预应力水平对梁的极限承载力影响很小。3.预载使梁开裂严重时,预应力水平对梁的破坏形式和极限承载力有重要影响。预应力水平低,梁发生剪压破坏,极限承载力低;预应力水平高,梁发生CFRP条带拉断破坏,极限承载力高。4.根据桁架理论对自锚CFRP条带加固钢筋混凝土T梁的抗剪承载力进行了分析。通过对试验数据以及模拟结果的推导拟合,提出了CFRP抗剪贡献以及加固梁抗剪承载力的计算公式。公式计算结果与试验结果及模拟结果吻合较好,从而验证了公式的实用性。
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