【摘 要】
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纤维增强复合材料(Fiber Reinforced Polymer,简称FRP)由于它的轻质、抗拉强度高、耐腐蚀性好、便于施工等优点,常被用于结构加固,FRP与被加固材料之间的粘结性能是两者协同工作的基础。为了更好地发挥FRP的优点,减少脆性剥离破坏带来的损失及危害,研究FRP与被加固材料之间的粘结性能是一项重要的课题。本文采用数值模拟方法,从单调荷载作用入手对FRP与混凝土间的粘结性能进行研究,
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纤维增强复合材料(Fiber Reinforced Polymer,简称FRP)由于它的轻质、抗拉强度高、耐腐蚀性好、便于施工等优点,常被用于结构加固,FRP与被加固材料之间的粘结性能是两者协同工作的基础。为了更好地发挥FRP的优点,减少脆性剥离破坏带来的损失及危害,研究FRP与被加固材料之间的粘结性能是一项重要的课题。本文采用数值模拟方法,从单调荷载作用入手对FRP与混凝土间的粘结性能进行研究,提出了基于有限元模拟的单调荷载作用下FRP与混凝土间的粘结-滑移本构模型;进一步研究了重复荷载作用下FRP与混凝土间的粘结性能,推出了重复荷载作用下的粘结-滑移曲线,并对重复后粘结刚度的损伤提出了新的定义。对比分析了现有FRP与混凝土间粘结-滑移模型,基于有限元得到的粘结-滑移曲线的函数模型,提出了理论分析下的FRP与混凝土间的粘结-滑移模型,并利用有限元软件验证该模型的合理性与适用性。考虑到混凝土与砌体在材料方面都表现出脆性破坏的性质,提出了三种不同建模方案对FRP与砌体间粘结性能进行有限元模拟研究,对比评估出一种更合理高效的建模方案。基于本文理论分析提出的FRP与混凝土间的粘结-滑移本构模型,从对材料层面的模拟研究转向构件层面,进行了对FRP抗弯加固RC梁的数值模拟研究,分析了各材料间粘结-滑移关系对梁受力性能的影响。本文主要的研究成果有:(1)提出了单调荷载作用下FRP与混凝土间粘结-滑移本构关系;(2)提出了重复荷载下FRP与混凝土粘结-滑移曲线及重复卸载刚度损伤因子的定义;(3)提出了理论分析下的FRP与混凝土间粘结-滑移本构模型(4)提供了一种简单、计算高效的粘结-滑移本构关系的有限元验证模型;(5)提出了与实际更贴合的FRP与砌体间粘结性能模拟的有限元模型(6)提出了考虑钢筋与混凝土、FRP与混凝土间粘结-滑移关系的FRP抗弯加固RC梁有限元预测模型。
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