基于温度效应影响的CFRP布加固钢筋混凝土梁性能研究

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近年来,为应对在多种因素综合作用下桥梁结构所面临的结构损伤和实际使用寿命偏低的问题,外贴CFRP布加固钢筋混凝土梁作为一种高强、高效的加固方式在桥梁加固领域中得到了广泛应用。本文依托国家自然科学基金面上项目“纤维增强复合材料加固梁桥的时变性能研究”(编号:51778532),以CFRP布加固混凝土梁为研究对象,考虑温度效应和外荷载共同作用,对加固界面的应力分布进行了探讨并结合试验对结构的性能进行分析,主要研究内容和结论如下:
  (1)考虑温度效应和外荷载共同作用,对CFRP布加固混凝土梁的界面粘结应力进行理论分析,结果表明:加固界面的粘结剪应力及正应力在CFRP粘贴端部均存在明显的应力集中现象,且随着与粘贴端部距离的增大而不断减小至0;结合CFRP加固混凝土梁的试验工况,对界面粘结应力的主要影响因素进行了参数分析;采用ABAQUS有限元软件进行仿真分析,计算结果与理论值吻合度较高,验证了理论推导的正确性。
  (2)考虑温度效应和外荷载共同作用,对CFRP布加固混凝土梁的承载能力进行了理论分析。分析结果表明,在加固梁的抗弯承载性能方面,温度作用对加固梁开裂荷载的影响最为显著,而对屈服荷载及极限荷载的影响较小;采用ABAQUS有限元软件建立了CFRP布加固混凝土梁的计算模型,将计算结果与理论值进行对比分析,二者吻合度较高。
  (3)针对跨内弯曲裂缝处剥离破坏这一破坏模式,进行了CFRP布加固梁的弯曲裂缝处剥离破坏试验,采用理论分析的方法对考虑温度和外荷载共同作用下的界面应力分布进行了探讨;分析结果表明,界面粘结应力在弯曲裂缝处有明显的应力集中现象,但沿着梁底向跨内方向迅速衰减,最终至0;将试验结果与理论分析相结合,探讨了温度作用对弯曲裂缝处剥离承载能力的影响。
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