增设无预应力段NSM CFRP加固RC梁数值研究

摘要

【目的】研究增设无预应力段表层嵌贴（near-surface-mounted,NSM）碳纤维增强复合材料（carbon fiber reinforced polymer,CFRP）加固梁的抗弯性能。【方法】在试验数据的基础上采用ABAQUS有限元软件建立CFRP加固梁的数值模型（通过非线性弹簧单元模拟CFRP板和混凝土以及混凝土和钢筋之间的黏结滑移关系），通过该数值模型考察不同CFRP板的预应力水平、CFRP板黏结长度和端部无预应力段长度等因素对加固梁抗弯性能的影响。【结果】将数值模拟结果与试验结果进行对比分析后可知，相较于无预应力CFRP板加固梁，全预应力CFRP板加固梁的抗弯性能明显提高；随着黏结长度和端部无预应力段长度的增加，加固梁的抗弯承载性能均呈现先增大后减小的趋势；当采用初始预应力为900 MPa、黏结长度为2 300 mm、端部无预应力段长度为300 mm的CFRP板时，加固梁的抗弯性能最好。【结论】该数值模型能较准确地预测加固梁的极限荷载、裂缝发展过程及破坏模式。

关键词

表层嵌贴 / CFRP / 预应力 / 抗弯性能 / 数值模拟