CFRP加固柱的案例
基于ABAQUS的CFRP加固鋼筋混凝土柱承載能力分析
2.3 工況3
采用Lamina定義CFRP材料參數
CFRP材料參數設置
定義Hashin損傷參數
CFRP鋪層設置
CFRP材料方向
定義場變量輸出
計算效率很低，200個增量步后終止計算
工況三計算結果截圖
工況三 荷載-位移曲線
三種計算工況對比
可以看出，三種計算工況的荷載-位移曲線的分布趨勢大致相同，但承載能力的大小確有明顯不同。與工況1素混凝土情況相比，考慮鋼筋后的工況2，其承載力增大了7.81%。
計算機配置：
Windows系統版本 windows 10專業版
版本號 20H2
系統類型 64位操作系統
處理器 Intel(R) Core(TM) i7-10700F CPU @ 2.90GHz 2.90 GHz
機帶RAM 32GB
計算耗時統計
工況類別
計算耗時
工況一
10min50s
工況二
11min13s
工況三
25min
3 總結
主要對比了CFRP包裹加固鋼筋混凝土柱對承載力的影響。分別開展了素混凝土柱、鋼筋混凝土柱以及外側包裹CFRP加固+鋼筋混凝土柱三種有限元數值模擬計算。計算結果表明：
①CFRP包裹鋼筋混凝土柱對承載力有顯著影響，包裹CFRP后承載力提升了12.05%。這是由于利用CFRP進行加固時，原有混凝土結構承擔的部分荷載通過粘結膠層傳遞給CFRP，從而降低了原有混凝土結構的部分應力水平，從而起到增強加固的效果。
②利用ABAQUS自帶的混凝土CDP塑性損傷本構和Hashin損傷本構可以很好地模擬鋼筋混凝土和CFRP包裹加固對梁、柱、板承載力的計算。
參考文獻：
[1] 金祖權. 氯鹽-硫酸鹽環境下鋼筋混凝土腐蝕損傷[M]. 科學出版社，2021.
展開 北鯤教程｜基于ABAQUS的CFRP加固鋼筋混凝土柱承載能力分析
主要對比了CFRP包裹加固鋼筋混凝土柱對承載力的影響。分別開展了素混凝土柱、鋼筋混凝土柱以及外側包裹CFRP加固+鋼筋混凝土柱三種有限元數值模擬計算。計算結果表明：
?CFRP包裹鋼筋混凝土柱對承載力有顯著影響，包裹CFRP后承載力提升了12.05%。這是由于利用CFRP進行加固時，原有混凝土結構承擔的部分荷載通過粘結膠層傳遞給CFRP，從而降低了原有混凝土結構的部分應力水平，從而起到增強加固的效果。
?利用ABAQUS自帶的混凝土CDP塑性損傷本構和Hashin損傷本構可以很好地模擬鋼筋混凝土和CFRP包裹加固對梁、柱、板承載力的計算。
參考文獻：
[1] 金祖權. 氯鹽-硫酸鹽環境下鋼筋混凝土腐蝕損傷[M]. 科學出版社，2021.
[2] 顧祥林. 混凝土結構的環境作用[M]. 科學出版社，2021.
[3] Erdil, B., Akyuz, U. & Yaman, I.O. Mechanical behavior of CFRP confined low strength concretes subjected to simultaneous heating–cooling cycles and sustained loading. Mater Struct 45, 223–233 (2012).
https://doi.org/10.1617/s11527-011-9761-6
[4] 硫酸鹽環境中CFRP 約束劣化混凝土柱的力學性能[J]. 復合材料學報.
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主要對比了CFRP包裹加固鋼筋混凝土柱對承載力的影響。分別開展了素混凝土柱、鋼筋混凝土柱以及外側包裹CFRP加固+鋼筋混凝土柱三種有限元數值模擬計算。計算結果表明：
?CFRP包裹鋼筋混凝土柱對承載力有顯著影響，包裹CFRP后承載力提升了12.05%。這是由于利用CFRP進行加固時，原有混凝土結構承擔的部分荷載通過粘結膠層傳遞給CFRP，從而降低了原有混凝土結構的部分應力水平，從而起到增強加固的效果。
?利用ABAQUS自帶的混凝土CDP塑性損傷本構和Hashin損傷本構可以很好地模擬鋼筋混凝土和CFRP包裹加固對梁、柱、板承載力的計算。
參考文獻：
[1] 金祖權. 氯鹽-硫酸鹽環境下鋼筋混凝土腐蝕損傷[M]. 科學出版社，2021.
[2] 顧祥林. 混凝土結構的環境作用[M]. 科學出版社，2021.
[3] Erdil, B., Akyuz, U. & Yaman, I.O. Mechanical behavior of CFRP confined low strength concretes subjected to simultaneous heating–cooling cycles and sustained loading. Mater Struct 45, 223–233 (2012). https://doi.org/10.1617/s11527-011-9761-6
[4] 硫酸鹽環境中CFRP 約束劣化混凝土柱的力學性能[J]. 復合材料學報.
展開 OpenSees柱子滯回分析
采用OpenSees軟件，對普通混凝土柱子、鋼管混凝土柱子、型鋼混凝土柱子、CFRP增強混凝土柱子的擬靜力試驗進行數值模擬，模擬結果較好。
一、普通混凝土柱子
選取清華大學2011年的普通混凝土柱子，分別采用基于剛度法的非線性梁柱單元（Displacement-Based Beam-Column Element，分別采取1、3、5個單元）和基于柔度法的非線性梁柱單元（Force-Based Beam-Column Element）進行模擬，對比剛度法和柔度法的差別，探討如何能較好地模擬柱子低周反復荷載下的滯回特性。
試驗參數如下：
模擬結果如下：
二、鋼管混凝土柱子
采用OpenSees軟件，采用基于柔度法的非線性梁柱單元（Force-Based Beam-Column Element）進行方鋼管混凝土柱擬靜力試驗模擬。采用Mander模型計算核心區混凝土強度，試驗參數如下：
我的模擬結果如下：
核心期刊論文模擬如下：
可以看出，兩者相差不大。
三、型鋼混凝土柱
采用OpenSees軟件，采用基于柔度法的非線性梁柱單元（Force-Based Beam-Column Element）進行圓形和方型鋼混凝土柱擬靜力試驗模擬，采用Kent-Park模型計算核心區混凝土強度。試驗參數如下：
截面劃分如下：
滯回曲線如下：
四、CFRP加固混凝土柱
采用OpenSees軟件，采用基于柔度法的非線性梁柱單元（Force-Based Beam-Column Element）進行CFRP增強混凝土柱擬靜力試驗模擬，采用Kent-Park模型計算核心區混凝土強度，采用Lam-Teng模型計算CFRP參數。
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