BFRP筋混凝土双向板承载力弹塑性分析

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钢筋混凝土结构广泛应用于工业、民业等建筑中,但在一定的自然条件下,例如在港口工程中,钢筋易发生锈蚀而导致结构提前破坏,造成较大的经济损失。随着材料科学的发展,BFRP筋以其众多的优点将会有效的解决这一问题。在港口工程等建筑中双向板的应用非常普遍,但这种构件在集中荷载作用下可能会发生冲切破坏与弯曲破坏两种形式。因而有必要对采用BFRP筋配筋的混凝土双向板在集中荷载作用下的破坏进行研究。本文进行了BFRP筋混凝土双向板在中置荷载作用下发生冲切破坏的试验研究,所得结果表明:BFRP筋混凝土双向板的冲切极限承载力随着基体混凝土强度的提高而提高,随着BFRP筋配筋率的提高而提高。基于对冲切破坏过程和破坏形态的认识,采用塑性极限分析法和双剪统一强度理论对BFRP筋混凝土双向板发生冲切破坏的情况进行分析,同时采用名义屈服强度反映BFRP筋的抗拉强度,综合考虑基体混凝土强度不同,BFRP筋配筋率不同等因素,建立BFRP筋混凝土双向板冲切破坏的计算模型,应用虚功原理推导出冲切极限承载力计算公式的塑性解。根据钢筋混凝土板的弯曲破坏形态,采用塑性力学中塑性铰线的有关假定,同时考虑不同支撑条件对塑性铰线形成的影响,并考虑BFRP筋与钢筋特点的不同,提出BFRP筋混凝土双向板的弯曲破坏模型。应用虚功原理求解在不同支撑情况,不同混凝土强度,不同配筋率情况下的BFRP筋混凝土双向板的受弯极限承载力表达式的塑性解。利用ANSYS有限元分析软件,合理的选择单元和模型对BFRP筋混凝土双向板冲切破坏进行模拟,得到裂缝形态、极限荷载并与试验结果吻合良好,说明了有限元分析的可行性。
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