CFRP加固高温损伤RC板力学性能数值模拟

摘要：

钢筋混凝土(Reinforced Concrete,RC)结构在遭受火灾高温后力学性能发生损伤退化.为了探究碳纤维增强复合材料(Carbon Fiber Reinforced Polymer,CFRP)加固高温损伤RC板的力学性能,基于"热学-力学"顺序单向耦合框架,开展了三维数值模拟.在模拟中,首先进行高温条件下RC板传热分析,获得其温度场变化;进而考虑钢筋和混凝土材料力学性能以及二者之间非线性粘结-滑移行为随温度的退化规律,假定外贴CRFP片材与混凝土之间的相互作用为完好粘结,建立CFRP加固高温损伤RC板三维有限元分析模型.在验证了三维数值模型合理性的基础上,分析了不同高温时间损伤RC板外贴CFRP加固后的破坏形态、承载力、挠度、刚度和内部应变等,评估了加固效果,进一步讨论了CFRP条带粘贴数量对加固效果的影响.结果表明:RC板受火后在四点加载下的破坏模式为典型弯曲破坏.随着受火时间增加,损伤更加严重,承载力和刚度等逐渐降低,钢筋和CFRP的应变增大.随着RC板高温损伤后粘贴CFRP层数增加,承载力和刚度增大,钢筋和CFRP的应变降低.此外,当板受火时间达到耐火极限90min时,粘贴2层CFRP加固可使其承载力恢复至90％以上.

关键词：RC单向板、RC双向板、高温、CFRP布、加固、承载力、刚度、受火时间

所属期刊栏目：31

分类号：TU375.4(建筑结构)

资助基金：国家自然科学基金;国家自然科学基金;中国博士后科学基金

在线出版日期：2023-02-15（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共16页

页码：138-153