碳纤维增强复合材料片材加固钢筋混凝土梁的有限元分析

摘要整理

本文研究了采用碳纤维增强复合材料（CFRP）片材加固的钢筋混凝土（RC）梁在剪切和弯曲荷载作用下的力学性能。采用ABAQUS有限元软件建立了三维FE模型，模拟了CFRP加固RC梁的弯曲和剪切行为，并将数值模拟结果与相同荷载条件下的物理试验结果进行对比验证。研究对象包括大量对照组RC梁和CFRP加固RC梁（弯曲和剪切两类），所有梁体均为矩形截面。为准确描述RC梁的力学行为，采用了不同的材料本构模型：混凝土采用损伤塑性模型，钢筋和箍筋采用线性弹性完全塑性模型，CFRP材料采用线性弹性各向同性模型。混凝土与CFRP界面采用完全粘结模型模拟，钢筋与混凝土采用嵌入单元连接。试验结果与数值模拟结果的对比表明，所建立的FE模型能够较好地描述CFRP加固RC梁的裂纹分布规律和荷载-挠度曲线。研究结果表明，数值方法可用于深入研究CFRP加固RC梁的力学行为，特别是能够准确捕捉CFRP应变分布等试验和解析方法难以获得的结构行为特征。

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