FRP混凝土板非线性分析研究.pdfVIP

第25卷第4期 华中科技大学学报(城市科学版) V01．25No．4 HUST．(UrbanScienceEdition) Dec．2008 2008年12月 J．of FRP混凝土板的非线性分析研究 朱 勇1，S2urah 2 YX．Zhang (1．广州大学土木工程学院，广东广州510006； 2．School NewSoum ofACME，11圮UniVe体埘ofW砒es，ADFA，C锄be力‰AC工2600，Aus的lia) 摘要：由于钢筋的抗腐蚀性能较差，在自然环境或使用环境较恶劣的条件下，钢筋混凝土结构常因为钢筋的 锈蚀而导致结构的强度失效和破坏。随着技术的发展，生产发明了抗腐蚀性能非常好的FI啦筋，且用FI啦筋 作为混凝土结构加强筋的应用和研究，越来越引起土木工程界和学术界的重视。本研究构造一个无剪力自锁的 四边形层叠板单元，以进行中厚度FRP混凝土板的非线性分析研究。nmoshenko梁函数用来构造单元的弯曲 形函数。单元模型中考虑FI啦筋的脆断行为，混凝土材料的非线性行为包括拉伸、压缩、开裂和拉伸强化等 行为及结构几何非线性行为。运用该四边形层叠板单元，对典型的FI啦混凝土板进行了非线性分析研究。将 数值分析结果和实际实验室试验结果进行了比较，以验证该非线性分析的有效和正确性。 关键词：混凝土板；Fl心筋；剪力自锁；非线性分析 中图分类号：Tu375．2文献标识码：A 文章编号：1672．7037(2008)04加lll—04 价格的降低，综合考虑建造、使用、维护费用， 1研究背景 F心筋混凝土板相比于钢筋混凝土板，具有优 越的技术、经济效益。加拿大的E1．SaJakawy等 我国沿海地区的空气中湿度大、咸度高， 环境对沿海混凝土结构(如港口码头)中的钢 室对FI冲筋单向混凝土板进行了单调加载破坏 筋带来非常不利的影响，使钢筋混凝土结构中 试验研究。研究表明，FRP筋板在单调增加荷 钢筋发生严重锈蚀【11，影响结构的安全和正常使 载作用下，结构行为表现为双线性特性：板的 用功能。北方严寒地区，冬季在道路、桥梁上 挠度远大于用相同配筋率的钢筋混凝土板的挠 用融雪、除冰剂，对道路桥梁混凝土结构中的 度：FI啦筋混凝土板的设计为正常使用极限状 钢筋也产生严重的腐蚀作用。因此如何提高新 态下的结构控制设计。由于实验设备和手段的 建港口、桥梁中混凝土结构的耐久性，是急需 限制，他们只进行了简支单向板的结构实验； 解决的问题。 也没发现关于该试验的理论、数值分析的公开 Reirlf疵ed 报道。实验研究受设备、实验手段的影响较大， 高性能纤维复合材料(Fiber 且耗费大量的时间、精力和金钱；研究进程受 Polymer’简称FRP)筋是加强和改善混凝土结 构的一种新优良材料。FRP筋具有高强、轻质、 各种客观条件的制约，影响研究的进展。由此 耐腐蚀、抗疲劳、抗磁性、电绝缘性、徐变小、 需要运用现代科技的数值方法即高等有限元方 比重小、低弹性模量等性质。可以用来代替混 法，对FI心筋混凝土板结构进行分析研究。但 凝土结构中的普通钢筋，从根本上解决由钢筋