预应力碳纤维增强复合材料加固钢筋混凝土梁在静载下的抗弯性能研究

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本文采用有限元方法（ABAQUS CAE）研究了预应力玄武岩纤维增强复合材料（BFRP）加固钢筋混凝土（RC）梁在静载作用下的抗弯性能，并与相关文献的试验结果进行了验证。以预应力水平、BFRP厚度、宽度、长度、混凝土与BFRP的粘结性能以及纤维类型为主要参数，建立了18个有限元模型。研究结果表明，预应力BFRP加固方案能有效提升RC梁的抗弯强度。与未加固试件相比，预应力水平分别为0%、15%、35%和45%的BFRP加固试件的抗弯承载力分别提高了6.09%、9.17%、13.89%和17.57%。增加预应力BFRP的宽度、长度和厚度均能提高试件的屈服荷载和极限承载力，但随着BFRP厚度增加，延性降低幅度达13.87%。研究还表明，预应力BFRP加固试件的延性优于预应力碳纤维增强复合材料（CFRP）加固试件，但CFRP加固试件具有更高的承载能力。此外，相干粘结模型比混凝土表面固定约束更符合试验试件的实际情况，而固定约束相对于相干粘结模型的极限承载力提高了17.4%。

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