粘钢加固混凝土框架节点的有限元分析
局部粘贴钢板加固梁中界面应力的有限元分析
图 ３ 肢 层厚 度 对 最 大界 面 应 力 的 影 响
对粘胶层 厚度 分别 取为 ０ ５ｍｉ、１Ｉ１ ｌ 、３ｍｍ ． ｌ Ｉ １ Ｉｌ ｌ １ 、２ ｌ ｌ １ Ｉ
和 ５ｎＩ， ｌ ¨ ３和图 ４表示粘结 层厚 度对 界 面应 力 的影 响，
对最 大界面正应 力几乎 没有 什 么影 响 ，故 胶 的厚度不 能小 于 ２ｍｍ。《 凝土加 固技术规 范》 中仅在 施工 中要 求胶 的 混 厚度 在 １— ｍ左 右。对 于局 部粘结 钢板 加 固来说 ，胶 的 ３ｍ 厚度小于 ２ｍ ｍ会使最大界 面应力过 大而使钢板和混凝 土发 生撕裂破坏 。本文建议局 部粘结 钢板 加固梁胶的厚度取 ２～
软件 ，在建模时 ，采用 如下基本假定 ： （ ）所有材料包括 混凝土 架 、钢板及 粘胶层 都是 线弹 １
性 的。
由图 ４＿ 知 ，最大 的界 面正 应力存 钢板 端 部 ０ ５～２ ５ｍ Ｊ ｆ ． ． ｍ 附近出现 ，胶 的厚 度对局 部粘 结钢板 加 固梁端部 附 近的界 面应力有 显著的影 响 ，胶厚度越薄 ，钢板端部附近的界面剪 ［ 收稿 日期］２ ０ ０ ０ ６— ６—２ ９
图 ｌ 局 部 粘 结钢 片材 加 固简 支 梁 的 示 意 图
脞的 『 ｍｍ 啻《 １
脞的 度《 ｍ ｍ ）
ｌ） ａ 脞 Ｊ 度对 大Ｊ ¨ 舯影响
ｃ 脞 Ｊ ｂ ） 应刘皿 大帅应 枷 细 置
罔 １为ｌ 本义研 究 的 一 受均布荷 载作用 的局部 粘结钢 板 加 固简 支梁爪 意 图，分 析 中 特别 明外 ，以下分 析邵 是 对该梁 的分析。该加 梁 的混凝 ： ｉ、粘结胶 和钢板 的 几何
钢筋混凝土加固梁的有限元分析
，
参照《 混凝土结构试验 方法标准》 设计 三组 尺寸 、 配筋 及加载 Ａｃ Ｃ Ｒ 『 Ｆ Ｐ片 材截 面 面积 ；叮 为 为 Ｃ Ｒ Ｆ Ｐ片 材极 限拉 应 变 。
了解 Ｃ Ｒ Ｆ Ｐ加 固 Ｒ Ｃ粱的受力性能和加 固机理 ， 特采用有 限元软 Ｃ Ｒ Ｆ Ｐ粘贴于梁的底部 ， 规格为 ０ １ｒｌ×４ Ｔ， ． ｎ ｌ ５ｍｉ 弹性模量 Ｅｒ Ｔ ｔ ＝
件 Ｐ Ｓ Ｓ的弹塑性计算功能来 分析 Ｃ Ｐ ＇ ｕ Ｙ Ｎ Ｆｄ 加固 Ｒ Ｃ梁 的受力过 ２ ０Ｇ ａ极限抗拉强度 ２ Ｐ ，
．
２ Ａ Ｓ Ｓ计算 分析 ＮＹ
２ １ 分析模 型 ．
Ｇ ０ １ Ｂ５ ０ ０混凝 土结构设计规范假定 ， 同时满足 ：
１ 达到抗弯 承载力极限状态时 ， Ｆ Ｐ片材的拉应变 ， ） ＣＲ 由应
但 Ｆ Ｐ片材 的允许拉 应变 ［ ，ｅｒ取 ￡ ［ｃ ］ 以简 支梁为算例 ， 用三维实体单元建立 Ｒ Ｃ梁的有限元模 型 ， 变三角形确 定 ， 超过 Ｃ Ｒ （ ／） 与 ０ ０ 两者 中的较小值 ； ２３ ｅ ．１ 根据钢筋 的处理方式模型分为整体式和分离式两种（ 见 １ 。 ） ２ 当考 虑二 次受 力的影 响时 ， ） 应根据 加 Ｌ 的荷 载状况 ， 司时 按
关键 词 ：Ｆ Ｐ布 加 固， 筋 混 凝 土 梁 ， Ｓ Ｓ 仿 真 分 析 （Ｒ ＇ 钢 ＡＮ Ｙ ， 中 图分 类 号 ： Ｕ３ ５ Ｔ ７ 文 献标 识 码 ： Ａ
ＣＲ Ｆ Ｐ材 料加 同 Ｒ Ｃ结 构 是 近 年 来 新 兴 的加 固 方 法 。 为 深 入 性模量 Ｅ ＝２０Ｇ ａ极限抗 拉强度 ＝２５ＭＰ ， 松 比 ＝０３ ｓ ０ Ｐ ， ８ ａ？ 自 ．；
粘钢加固钢筋混凝土梁的非线性有限元分析
摘要
钢筋混凝土结构已得到广泛应用， 但由于设计或施工不当、 使用功能改变等原因， 使得结构可靠性得不到保障，这就需对其进行加固。加固的目的就是提高结构的承载 力、刚度、延性，满足可靠性要求，延长结构寿命。 在众多加固法中，粘钢加固法因具有工艺简单、高强高效、工期短、较为经济等 优点，且加固后自重增加不多及在施工过程中对生产影响较小，从而在国际上是一种 应用很广的先进加固方法。 本文首先简要介绍了有限单元法的基本理论，并在该基本理论的基础上，利用现 有的有限元分析软件(ANSYS)为操作界面， 提出一种建立粘钢加固钢筋混凝土结构有 限元模型的方法，根据此方法建立了粘钢加固钢筋混凝土梁的有限元模型，对在静力 条件下钢筋混凝土梁粘钢加固前后的开裂荷载、极限荷载、挠度与裂缝开展等受力性 能情况进行了数值模拟分析研究，同时结合试验分析及钢筋混凝土理论的相关知识， 根据混凝土的非线性本构关系推导一种粘钢加固梁简便、实用的计算方法。最后，将 有限元分析结果、理论计算值与相应的试验数据进行了比较分析，其吻合程度良好， 可供工程设计分析中参考使用。 关键词： 粘钢加固；钢筋混凝土梁；有限元法；ANSYS ；数值分析
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I
Abstract
It is well known that the R.C. structure has been widely used. However, the safety of structures could not be promised with the problems of designing or construction, the changing of the function of structures and so on. Therefore it needs to concentrate on the reinforcement of the structures. The purpose of reinforcement is to improve intensity, stiffness, lengthening of the structures, to meet the need of security, to prolong the life of structures. Among numerous reinforcement methods, the method of reinforcement with bonded steel plate is widely used in numerous nations, with the advantages of simple technic s, high and strong efficiency, short construction time, more economic and so on. Further more, this method of reinforcement doesn’ t have a great increase eithe r, so it has a smaller influence on production in the construction process. In this thesis, first of all, the basic theory of finite element method is generally introduced. Secondly based on this basic theory, having researched a means to establish finite element model of the reinforced concrete structures with bonded steel plate that using the existing finite element analysis software (ANSYS) as the operation interface, having established finite element models of the reinforced concrete structures with bonded steel plate by this means, having done numerical analysis on crazing load, ultimate load, flexibility, the development of crack and so on of reinforced concrete beam with or without bonded steel plate which is in constant load. At the same time, with the use of concrete nonlinear constitutive relationship, the simple and convenient, effective calculation method on R.C beam strengthened with bonded steel plate has been deduced based on the experimental analysis and the correlative knowledge of the theory of reinforced concrete beam. At last, comparative analysis shows that ANSYS values and theoretical values are in good agreement with experimental values, which can offer reference for engineering design and analysis. Keywords: Reinforcement with bonded steel plate; Reinforced concrete beam; Finite element method; ANSYS; Numerical analysis
钢筋混凝土框架结构的有限元分析
钢筋混凝土框架结构的有限元分析[摘要]利用ANSYS软件建立一榀三层框架模型，对该结构模型进行非线性有限元分析，得出框架结构在一定荷载作用下的破坏特征。
【关键词】ANSYS；框架；非线性1、框架尺寸和材料参数框架模型为单跨三层结构，跨度和层高尺寸见图1，结构选用混凝土等级为C30，梁柱截面尺寸及配筋情况见图2。
钢筋及砼强度设计值通过查阅《混凝土结构设计规范》取得。
2、分离式建模采用link8，Solid65单元分别模拟钢筋和混凝土，保护层厚度取2cm。
ANSYS 中对模型的网格划分方法有映射网格划分和自由网格划分两种。
自由网格划分对于单元形状没有限制，并且没有特定的准则，映射网格划分对单元形状有限制。
且须满足特定规则，映射面网格只包含四边形和三角形单元，映射体网格只包含六面体单元，映射网格具有规则的形状，明显成排的单元，如果要用这种网格类型，须将模型划分成相当规则的体和面，但映射网格有利于结点数据的储存，使得计算速度快耗时少。
由于框架几何形状比较规则，采用映射划分网格，单元均采用六面体划分网格，单元最小尺寸为2cm（见图3）。
为避免加载点砼出现局部破坏而影响计算结果，在加载点设置垫块并将集中荷载等效为垫块区域均布荷载。
3、有限元计算与结果分析一次性施加竖向荷载，在左侧柱顶分步逐级施加水平右向荷载（加载图参见图1），图4、图5分别为开裂裂缝图和破坏裂缝图，结构开始出现裂缝时的荷载为6KN，钢筋屈服荷载为36KN，结构破坏荷载58KN。
当荷载加至6KN时，梁端最先出现裂缝，然后裂缝向梁中间延伸，随着梁端裂缝的增长增多，柱子底部出现水平裂缝和拉裂裂缝，裂缝不断增多并向上延伸，当荷载加至36KN时，梁端钢筋开始屈服，标志着结构从弹性阶段开始过度到弹塑性阶段，由于顶梁比第一、二层梁截面尺寸和配筋小，顶梁裂缝最多破坏最严重，当荷载加至58KN时，梁端纵筋和柱底纵筋达到极限强度，梁柱节点区域出现许多裂缝，以致整个结构彻底破坏而计算停止。
CFRP加固钢筋混凝土框架有限元分析
筑物进行补强加固 。 Ｊ 碳纤维材料具有高强轻质、 耐久性好易于施工等优越 性能， 愈来愈多的用于加 固行业 目前， ， 对碳纤维材料加固混凝土梁、 、 柱 节点等构件性能的研究较多且 已比较成熟 ， 而对于碳纤维材料加固框架整体 工作性能的研究还比较少 ／另外， 。 由于有 限元方法具有方便快捷 ， 能够 考 虑多 种 影 响 因素 的优 势 ， 目前 已被 越 来越 多 的研 究者 所使 用 。 因此 ， 本文 针对碳纤维布加固钢筋混凝土框架 ， 进行了模拟地震作用下的有限元分析
在此用来模拟 混凝土单元 。 ＮＫ８ ＬＩ 可用 于很多 种工程应用 ， 该单元 可以 用来 模 拟 三维 空 间桁 架 、 索 、 链 以及 弹 簧 单 元 等 。 模 型建 立 过 程 绳 铰 在
中忽 略 钢 筋 的 截 面大 小 ， 以无 截 面积 的 线条 考 虑 ， 而在 具 体 的应 用 中在
物老 化 、 物 灾 害损 伤 、 计标 准 提 高或 施 工不 当 等诸 多原 因， 要对 建 建筑 设 需
氧树脂组 成的复合材料 是一 种脆、 弹性材料 ， 没有 屈服强度 ， 仅有极限 强度 。 当复 合材料某层应力达到极限抗拉强度时 ， 即丧失 了任何 刚度和 强度 ， 该 材 料 为 线 弹 性 。 即
的作用。 １ ． ２材料本构 关系及 其它参数设 置
图 ３钢筋 应力 一 应变 关 系曲线
由于在有 限元分析过程 中涉及到各材料 的非线计算 ， 因此 ， 需对各 材料的本构关系进行适当的定义 ， 以满足 计算的要求 。 而文 中三 种材料
另外 ， ４ 混凝土 ， Ｃ５ 抗压强度、 抗拉强度均取试验平均值， 初始弹性模 量， 泊松 比取 ， 混凝土的裂缝开裂剪力传递系数通常对计算结果有较大影 响， 根据经验本计算模型取为０ ５ 裂缝闭合剪力传递系数取０９ 。 ．， ．５ 钢筋初 始弹性模量取为， 泊松 比取 ， 屈服后切线模量取２ ０ ， １０ 屈服准则采用Ｍｉ ｓ ｓ ｅ
基于有限元分析的混凝土结构加固方法
基于有限元分析的混凝土结构加固方法一、引言混凝土结构作为建筑工程的主要材料之一，其受外力作用下易产生裂缝和变形，进而影响结构的稳定性和安全性。
因此，加固混凝土结构是一项非常重要的工作。
本文将介绍基于有限元分析的混凝土结构加固方法，以期为工程实践提供一些有用的思路和经验。
二、有限元分析的基本原理有限元分析是一种数值计算方法，其基本原理是将复杂的结构分割成若干个小单元，再对每个小单元进行分析求解，最终得出整个结构的响应。
有限元分析方法可以有效地解决工程实践中的各种问题，如结构的应力、变形、热传导等。
三、混凝土结构加固的基本原则混凝土结构加固的基本原则是在不影响原结构整体稳定性的前提下，提高结构的承载能力和抗震能力。
加固方法可以分为以下几类：1. 增加截面尺寸或截面面积：通过对原结构的加宽、加厚、加高等措施，增加结构的承载能力。
2. 增加预应力：通过对原结构进行预应力张拉，使结构的受力状态更加合理，提高结构的承载能力和变形能力。
3. 加固构件：通过对原结构中的构件进行加固，提高结构的承载能力和抗震能力。
4. 加固节点：通过对原结构中的节点进行加固，提高结构的承载能力和抗震能力。
5. 加固连接：通过对原结构中的连接部位进行加固，提高结构的承载能力和抗震能力。
四、混凝土结构加固的具体方法1. 增加截面尺寸或截面面积增加截面尺寸或截面面积是一种常用的混凝土结构加固方法。
其具体步骤如下：（1）确定加固范围：根据结构的受力情况和加固目的，确定加固的范围。
（2）设计加固方案：根据结构的受力情况和加固范围，设计加固方案，包括加宽、加厚、加高等措施。
（3）有限元分析：对加固前后的结构进行有限元分析，评估加固效果。
（4）施工实施：按照设计方案进行施工实施，注意施工质量控制和安全管理。
2. 增加预应力增加预应力是一种有效的混凝土结构加固方法。
其具体步骤如下：（1）确定加固范围：根据结构的受力情况和加固目的，确定加固的范围。
粘钢加固楼板开洞有限元分析
维普资讯
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４２ ・
第３ ２卷 第 １ ６期 ２ ０ ０６年 ８月
山 西 建 筑
Ｓ ＨＡＮＸＩ ＡＲＣＨＩ ＴＥＣｒ ＵＲＥ
Ｖ０． ２Ｎｏ． ６ １３ １ Ａｕ ． ２ ０ ｇ ０ ６
文章编 号 ：０ ９６ ２ （０ ６ １ ．０ ２０ １０ —８ ５ ２０ ）６０ ４ ．２
取 ２ ０ｋ ｍ２楼板厚 １０ｎＴ， ． Ｎ／ ， ０ ｌｌ ｌ ｚ方向配筋 ，ｏ ０ ， Ｉ ＠２ ０ Ｙ方向 ，ｏ ， ｌ Ｉ ， ｌ
＠ １ ０ ０。
Ｉ
—
Ｎ】】 Ｌ １ＵｎＣ ＾ Ｎ Ｓｒ ＝ １ ＥＰ ＳＢ ＝ ｌ ｔ １ ＝ｌ １
Ｓ Ｙ （＾ Ｇ）
ＲＳ Ｓ＝０ Ｙ Ｒ ＢＧｆ口 ａ
Ⅱ 口 ＝ １ ｒ
ＡＶ Ｓ＝Ｍｌ １Ｅ 毗 Ⅱ ＝ 伽０ ｌ ２７ ， Ｓ ＭＮ＝ 一． ４ Ｅ＋０ ８２ ７
＝
７１ ９ Ｅ＋０ ７
法是 ： 当洞 口宽度小于 ５ ０ｎＴ时 ， ０ ｌｌ 粘钢一 般位 于楼板下 ， ｌ 粘钢 应 达到洞 口加筋 的效应 ； 当洞 口宽度大于 ５０ｎｌ 时 ， ０ ｌｌ 粘钢应达到洞 Ｔ 边加 小梁的效应 。然而这些规定都是靠工 程经验确定 ， 缺乏理 论 分析和试 验依 据 ， 对钢板厚度 、 宽度等都未做出具体规定。 文中结合 某实 际工 程 ， 用通用 有限元 软件 ＡＮＳ Ｓ进行 分 应 Ｙ 析， 计算 出开洞后控制弯矩设计值 ， 为加 固设计 提供设计依据 ， 并 对加 固后的结构进行验算分析 。
中却 又较为常见。 粘贴钢板是楼板 开洞时经常采用 的一 种加 固方法 ， 常的做 通
Ｊ Ｎ ４２０ Ａ ５ ０
２ ０：５ ７：３ ４ Ｎ】】 Ｌ １ＵｎＣ ＾ Ｎ Ｓ ＥＰ＝１ ｒ ９Ｕ Ｂ＝ｌ １ ＝ｌ １
粘钢加固混凝土梁的有限元分析
０３ ．
７ ８ ｘ － ． １ ６ ５ ０
２０ １６ ８ ｘ ０
６在 考 虑 粘 结 层 厚度 的 时 候 ， 国 际 惯 列 按 钢 板 厚 度 的 ） 照
１３ １２考 虑 ： ／—／
粘 结层
钢 板
２３ × ０ ．１ １４
２０ ｘ１ ．６ ０
１ 骖 斫 ０．５
０３ ．
１ ５ １ ． ×０ ３
一 ．５ 一。 ∥ ８ ×１ ＿一 ７ ０６
（５ １） １６ １￣ ８￣ ０
√ ３１ ｘ１ ６ 。０ ０
。 ．。。 ～。 一 ０ 一
振 频 率 为 ０５ ０ ｚ 对 横 向 的地 震 响 应 体 现 在 一 阶 反 对 称 侧 ．７ Ｈ ， 弯振型 ， 自振 频 率 为 ５９ ６ ｚ ． Ｈ 。 ２ ４ 该 桥 一 阶扭 频 为 ３ ４ ｚ 转 振 型 在 斜 拉 桥 的 颤 振 ） ． ６Ｈ ． ６ 扭 中 占颤 振 Ｉ 风 速有 临界 很 大关 系 ， Ｉ 风 速 基 本 与 扭 频 成 线 性 关 系 。 因此 小 两 湖 部 临界
图 １钢 筋混 凝 土 梁 配 筋
２ ４ 垂１
进 行 有 限元 建 模 分 析 有 许 多 优 点 。
１有 限 元 分 析
１１基 本 假 定 ．
梁底部粘贴 一层钢板 ， Ｑ ４ 为 ３ ５钢 板 ， 板厚 度 ｈ ６ 钢 ＝ ｍｍ，
宽 度 同 梁 相 同 ， １ ２ ０ ｍｍ， 结 层 厚 度 ｔ ３ 长 １ ５０ ＝ 粘 ２ ｍｍ 。 粘 钢 加 ＝ 固 钢筋 混 凝 土梁 各 组 成 材 料 的特 性 参 数 如表 １ 示 。 所
混凝 土 变 形协 调 … 致 ：
ｌ
§ ； 赫薹
CFRP加固钢筋混凝土简支梁有限元分析
CFRP加固钢筋混凝土简支梁有限元分析刘喜良1，付士峰2,李鹏2(1•河北省第四建筑工程公司；2.河北建研科技有限公司)摘要利用大型通用有限元软件ANSYS,对CFRP加固钢筋混凝上简支梁的抗弯性能进行有限元分析。
结果表明，碳纤维布加固混凝上梁后，与未加固梁相比其极限承载力有显著的提髙并且挠度有了明显的减小。
关键词CFRP；混凝上梁；加固：ANSYS1引言碳纤维增强复合材料(CFRP)加固法是近年来兴起的一种新型的结构加固技术，它是以树脂类胶结材料为基体，将碳纤维单向布织物粘贴固化于混凝土表面，从而达到对结构构件补强加固及改善结构受力性能的目的。
本文利用有限元软件ANSYS模拟CFRP加固钢筋混凝土简支梁前后的性能，并对其进行对比分析。
2有限元模型的建立2.1分析对象简支梁截面尺寸为bXh= 150mmX30mm,总长3.3m，净跨为3m°混凝上强度等级为C20。
试验梁受拉钢筋为3根16的二级钢筋：受压筋为2根8的一级钢筋：箍筋为8 的一级钢筋，间距为150mm：梁的配筋率为1.53%。
2.2有限元单元模型(1)混凝土单元模型一一solid65ANSYS中专门用于混凝土结构而开发的单元solid65 .此单元可以模拟基于Williams-Warnke 强度理论的混凝土三向受力的非线性响应，并具有开裂、压碎、塑性变形和蠕变的能力。
Solid65单元为八节点六而体单元，每个节点拥有X、Y、Z三个方向的平移自由度，此单元模型在一般范围内可以较好地进行钢筋混凝土的菲线性分析，故本文选择solid65单元模拟混凝土。
(2)钢筋单元模型一一links钢筋用两节点的link8单元，每个节点有两个自由度，可以在X、Y、Z三个方向平移, 此单元能产生塑性变形。
(3)碳纤维单元模型一一shel!41she!141单元平而内具有膜刚性(membrane sitffness)但是平而外不具备弯曲，该单元每个节点具有3个自由度，可以沿节点坐标系X、Y、Z三个方向平移，该单元具有应力刚化和大变形能力。
粘钢加固RC梁剥离的有限元分析
，
．
2 _2 有 限 元 模 型
每 级 增 加 0 1kN 发 现 外 荷载 在 8 5 8 6 kN 时 设 置 的梁 混 凝
．
。
，
．
．
．
考 虑剥离 的特点 界面 混 凝土 层 需 作特殊 处 理 把 混 凝
，
．
土 的 生 死 单元
“
”
靠近梁底部分由 生 状态进 入 死 状 态
“
” “
”
．
土 分成上 部 和界 面 两 部分
“
”
，
靠近梁底 的
-
d, 部分
．
。
胶 在荷载作用 下 其模量 随
．
由 生 状 态进入 死 状 态 表 明此 时 混 凝 土 已 开 裂 故有 限
“
“
”
”
，
荷 载 变 化 目前 对 粘 胶 的 力 学 性 能 研 究 还 不 完 善 故 在 本 文
的 研 究 中 假 定 粘 胶 为 各 向 同性 的 线 性 材 料
岩石 等抗 压 能 力远 大 于 抗 拉 能力 的非 均
，
如 图 所 示 钢 筋 或 钢 板 屈 服 前 应 力 和 应 变 成 正 比 ：钢 筋 或 钢板 屈 服 后 应 力保持 不 变 取 极 限 应变 为 0 0 1 钢筋 钢板
， ，
．
匀 材 料 开 发 的 单 元 钢 板 和 粘 结 剂 都 采 用 S O L I D 4 5 单 元 ：钢 筋 采用 L in k 8 单 元
考虑 到实 际 构件 的受 力 筋 均有 明显 的屈 服 点
，
故将钢
。
凝 土 和 截 面 混 凝 土 单 元 采 用 A NS Y S 特 有 的 单 元 S OL ID 6 5 它 是 专 为混 凝 土
钢板加固框架梁的有限元理论分析
温
建
筑
技
术
２ ０ １ ４年第 ３期（ 总第 １ ８ ９期）
钢 板 加 固框 架 梁 的有 限元理 论分 析
向仲华 ， 高 田 ， 袁诗佳
（ １ ．泽 科 集 团有 限 公 司 。 重 庆 ４ ０ １ １ ２ ０； ２ ．重 庆 市轨 道 交 通 （ 集团） 有限公司。 重庆 ３ ．重 庆 交通 大 学 。 重 庆 ４ ０ ０ ０ ７ ４ ） ４ ０ ｏ ｏ ｏ ｏ；
—
型单层柱面网壳冲击分析模 型 ， 对 其在 冲击 物作用 下 的变形 全过程进 行仿真模 拟 ， 获 取了最终破 坏形 态及 动力 响应 ， 并 据此 提 出了结构 局部 凹陷 、 结构 整体 倒 塌与杆件 剪 切破 坏这 三种 失效模 式 。整体 倒 塌破 坏
最 为严 重 ， 相 比之 下结 构局部 凹陷 的破坏 区域较 小 ，
贴 剂 的发 展 ， 其 应用 也越来 越广 泛 ， 相 比其 他加 固方 法具有 以下优点 ： 施工工 期短 ， 工艺 简单 方便 ， 胶 粘剂
能够有效保证新增钢板 与原结构物成 为一个整 体 ， 新
分为跨度方 向和与之垂 直的长度方 向， 跨 度方 向受 力 为主 。单层柱面 网壳可能仅跨 度方 向发 生整体 变形 ， 而 尚未波及至长度方 向两端 ； 也有可能在这 两个方 向 都发生显著的凹陷。
建筑结构学报 ， ２ ０ １ １ ， ３ ２ （ ８ ） ： ３ ４— ４ １ ．
单层柱 面网壳 的失 效模式 与单 层球 面网壳相 似 ， 区别为单层 柱面 网壳 的整 体倒塌 分 为跨度 方 向整 体
依托工程 由于使用功能 的需 要 ， 使得 结构构件 的 受力 情况 改变 ， 导致一 些构 件 的承载 力不 足 ， 因此 需 要对原结构进行改造 ， 保证结构 满足使用功能及安全 。 加固现场条件为所在楼层梁 、 板、 柱均 已浇筑成型， 由于使用功能需要， 将该层部分楼 面设 置成配 电房 ， 导
粘钢加固钢筋混凝土梁抗弯性能有限元分析
粘钢加固钢筋混凝土梁抗弯性能有限元分析在建筑结构领域，钢筋混凝土梁作为常见的承重构件，其性能的优劣直接关系到整个结构的安全性和稳定性。
随着时间的推移和使用条件的变化，一些钢筋混凝土梁可能会出现承载力不足、裂缝过大等问题，影响其正常使用。
粘钢加固作为一种有效的加固方法，能够显著提高钢筋混凝土梁的抗弯性能。
为了深入了解粘钢加固钢筋混凝土梁的工作机理和性能特点，有限元分析成为了一种重要的研究手段。
有限元分析是一种基于数学和力学原理的数值计算方法，它可以将复杂的结构离散为有限个单元，并通过求解方程组来模拟结构的受力和变形情况。
在粘钢加固钢筋混凝土梁的有限元分析中，需要建立合理的模型，包括混凝土、钢筋和钢板等部件，并定义它们之间的相互作用关系。
首先，混凝土材料的模拟是一个关键问题。
混凝土是一种非均质、非线性的材料，其力学性能受到多种因素的影响，如强度等级、骨料类型、加载方式等。
在有限元分析中，通常采用混凝土损伤塑性模型来描述混凝土的受力行为。
该模型考虑了混凝土在拉压作用下的损伤演化和塑性变形，可以较好地模拟混凝土的开裂和破坏过程。
钢筋作为混凝土梁中的主要受力部件，其模拟也需要准确可靠。
一般采用桁架单元来模拟钢筋，并通过定义钢筋的本构关系来反映其力学性能。
常用的钢筋本构关系有理想弹塑性模型和双折线模型等。
钢板在粘钢加固中起到增强梁的抗弯能力的作用。
钢板通常采用壳单元进行模拟，并定义其材料属性和厚度。
在模拟钢板与混凝土之间的粘结作用时，可以采用粘结单元或者设置接触关系来实现。
在建立有限元模型时，还需要考虑边界条件和加载方式。
边界条件应根据实际情况进行设置，例如简支梁的两端可以设置为铰支约束。
加载方式可以采用集中力加载或者均布荷载加载，以模拟梁在实际使用中的受力情况。
通过有限元分析，可以得到粘钢加固钢筋混凝土梁在不同荷载作用下的应力分布、变形情况和破坏模式等重要信息。
例如，在加载初期，梁的跨中挠度较小，混凝土和钢筋的应力也处于较低水平。
外包钢加固混凝土空间框架结构的有限元分析的开题报告
外包钢加固混凝土空间框架结构的有限元分析的开题报告一、研究背景及意义混凝土空间框架结构在建筑物中广泛应用，具有承载力强、耐久性好等特点。
但由于制作水平不同或长期使用，混凝土结构可能会发生开裂、变形等问题，从而导致承载力下降，威胁建筑物的安全。
因此，加固混凝土结构是当前研究的热点之一。
在加固混凝土结构中，常常采用钢筋加固的方式，通过将钢筋插入混凝土中，增加混凝土的承载能力，从而提高结构的稳定性和安全性。
钢加固混凝土空间框架结构加固效果好，且施工相对简单，因而广受欢迎。
然而，在实际应用中，钢材的选用和粘结技术的确立等问题，仍然需要深入研究，以充分发挥钢加固混凝土结构的优势。
因此，本文将针对外包钢加固混凝土空间框架结构进行有限元分析，探究在不同条件下，外包钢加固对混凝土空间框架结构的影响，旨在为工程实践提供科学依据。
二、研究内容及思路本文将利用有限元分析软件ANSYS对外包钢加固混凝土空间框架结构进行模拟分析。
具体内容包括以下四个方面：1. 外包钢加固结构模型的建立首先，建立钢加固混凝土结构的几何模型，包括混凝土和钢材的尺寸和位置等参数。
然后，利用ANSYS软件，将上述几何模型转化为有限元模型，包括节点数、单元数、网格密度等参数。
2. 材料参数的设定在建立有限元模型的同时，需要为混凝土和钢材等材料设定材料参数。
这些参数包括弹性模量、泊松比、密度、强度等，以及材料间的粘结等参数。
3. 外载荷条件的设定在模拟分析中，考虑外部载荷对结构的影响。
根据实际情况设定结构的外荷载条件，如静载、动载和温度荷载等。
同时，需要考虑荷载形式对结构的破坏机理。
4. 结果分析与讨论通过有限元分析软件，得到外包钢加固混凝土空间框架结构在不同条件下的受力情况、失稳形态、破坏机制等信息。
根据分析结果，探究外包钢加固混凝土空间框架结构的优劣及其影响因素，提出相应的建议与改进方向。
三、研究计划及进度安排本文计划共分为六个部分，进度安排如下：第一部分研究背景及意义 1天第二部分研究内容及思路 2天第三部分文献综述 5天第四部分模型建立及分析 20天第五部分分析结果与讨论 10天第六部分结论与展望 2天1. 研究背景及意义：2021年7月1日前完成2. 研究内容及思路：2021年7月2日-3日3. 文献综述：2021年7月4日-8日4. 模型建立及分析：2021年7月9日-28日5. 分析结果与讨论：2021年7月29日-8月7日6. 结论与展望：2021年8月8日-9日四、预计成果与贡献通过有限元分析，本文将深入研究外包钢加固混凝土空间框架结构在不同条件下的受力特性和破坏机理，探究外包钢加固对混凝土空间框架结构的影响因素和改进方向。
粘钢加固钢筋混凝土梁抗弯性能有限元分析
粘钢加固钢筋混凝土梁抗弯性能有限元分析
刘佳欢;宗鹏;郑智;金路
【期刊名称】《石油化工建设》
【年(卷),期】2024(46)2
【摘要】为研究粘钢加固对钢筋混凝土梁抗弯性能的影响,采用ABAQUS有限元分析软件建立精细化数值模型,对1根未加固对照梁和5根粘贴钢板加固的钢筋混凝土梁,以钢板宽度和厚度为不同变量进行数值分析,研究加固后梁的抗弯承载力并评价加固效果。
模拟结果表明,与未加固梁相比,加固后的梁损伤较轻,梁底粘贴钢板能够抑制结构挠度变形,单一变量下,增加钢板的厚度或者宽度能较大程度上提高钢筋混凝土梁的承载力,钢板的加固量越多钢筋混凝土梁的极限承载力提高程度越高;在钢板加固量一致的前提下,钢板宽度和厚度为变量对加固梁承载力的影响不大。
【总页数】4页(P131-134)
【作者】刘佳欢;宗鹏;郑智;金路
【作者单位】中铁九局集团有限公司大连分公司;沈阳建筑大学土木工程学院【正文语种】中文
【中图分类】TU375
【相关文献】
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5.粘钢加固钢筋混凝土梁的抗弯特性分析
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B-FRCM加固钢筋混凝土梁抗弯性能有限元分析
B-FRCM加固钢筋混凝土梁抗弯性能有限元分析随着时代变迁,我国建筑行业逐步由大规模的新建阶段向新建与改造维护并重的阶段过渡,建筑物加固补强已然成为一个焦点。
外贴纤维材料的加固方法凭借其诸多优点在加固领域独占鳌头,近年来,纤维织物网格加固系统(Fabric-reinforced Cementitious Matrix system)的问世更是受到业界人士的广泛青睐。
FRCM系统具备的高强度、高模量、耐高温、耐腐蚀、施工简捷、与混凝土兼容性等诸多优点规避了传统FRP材料的缺陷,成为加固领域具有深远研究价值的一种新型手段。
本课题选取玄武岩纤维(Basalt)制成织物网格,形成B-FRCM加固系统对钢筋混凝土梁进行抗弯加固。
课题来源于吉林省科技攻关重点项目“玄武岩纤维在季冻区结构加固工程中的应用技术开发”(20180201079SF)和吉林省发改委产业创新专项资金项目(2017C050-3),本文研究内容是两个项目的重要研究内容。
本文采用数值模拟分析的方法对B-FRCM系统加固钢筋混凝土梁的抗弯性能进行理论研究分析,创建8根钢筋混凝土梁的数值仿真模型,考虑加固层数(1层、2层、3层)和配筋率(0.72%和1.27%)两项影响参数,从梁的抗弯承载力、抗弯刚度和延性三个方面进行探究。
分析结果表明,钢筋混凝土梁利用B-FRCM系统进行抗弯加固后的屈服荷载和极限荷载均有不同程度的增加,跨中挠度大幅减小。
随着加固量增加,加固梁的极限承载力和抗弯刚度随之提升,延性随之降低,但这些变化均不呈线性关系,即存在一个较为合理的加固量,在达到最优加固效果前提下,尽可能的降低成本节约材料。
加固梁的配筋率与抗弯性能的提高成反比关系,低配筋率的梁提高了纤维利用率,表现出更为优良的加固效果。
本文还在归纳总结国外学者提出的FRCM系统加固梁的承载力计算公式基础上,针对玄武岩纤维的力学特性及本文设定的模型参数,对B-FRCM加固后钢筋混凝土梁的极限承载力进行计算,经对比,计算值与数值模拟值吻合较好,可为抗弯加固设计提供有效支撑。
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力 的影 响 ， 以及加 固板厚 对 节 点滞 回 曲线 的影 响 ， 出结 论 。 得
关键 词 ： 混凝 土 框架 ； 点 ； 钢加 固 ； 限元 ； 节 粘 有 承载 力 ； 滞回 曲 线
第 ４ 卷第 １ 期 ２ １ ｌ １ ０ ０年 １ １月
Ｖ １ １ Ｎｏ １ ０． ．１ ４ ＮＯ ．２ ０ Ｖ ０１
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Ａｒ ｈ ｔｃｕ ｅＴｅ ｈ ｏ ｏ ｙ ｃ ｉ ｔ ｒ ０ １ １５ ・
粘 钢 加 固混 凝 土框 架 节 点 的有 限元 分 析
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２２ 轴 力 为４ Ｏｋ ． Ｏ Ｎ的 粘钢 加 固混 凝 土 框 架 节点 有 限
元 分 析
（ ）钢 筋和 混 凝 土 、 １ 混凝 土 和加 固钢 板 间完 全 固 结， 不会产 生 相对 滑移 ， 者 两 两变 形协 调 ， 过 接触 三 通 面上共 用节点 来实现 彼此 的变形 协调 。 （ ）简支 的边界 条件 简化 为对 应 简支边 上所 有节 ２
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中 图分 类 号 ：Ｕ ７ ５Ｔ ７ ． Ｔ ５ ；Ｕ ３ ５４ 文献 标 识 码 ： Ａ 文 章 编 号 ：０ ０ ４ ２ 《０ ０） １ ５ — ３ １ ０ — ７ ６ ２ １ １ － ０ １ ０ １
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１ 粘钢 加 固框 架 节 点 有 限 元 模 型 建 立
１ ． 基 本 假 定 １
位移 ， 端 则可视 为 自由端 。 梁
方程 求解 器采 用程 序 自选 。在 保证计 算精度 的情 况下选 择位移 的无 限范数 ， 收敛 容限 设定 为Ｏ０ 。 ．ｌ
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于 江 ．邝 艳 华２
（ 疆 大 学建 筑 工程 学 院 ， ３ ０ ７， 鲁木 齐 ） 新 ８ ０４ 鸟
摘
要 ： 过 模 拟地 震 作 用 ， 受 低 周 循环 荷 裁 的 混凝 土 框 架 中 节点 做 粘钢 加 固前 后 的ＡＮ Ｙ 有限 元 数 值 通 对 ＳＳ
模 拟分 析 ， 将 数值 模 拟结 果 与 实验 数 据进 行 对 比分 析 ， 验 证 了有 限 元模 型 正确 的基 础 上 ， 过 改变 加 固钢 材 并 在 通
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