CFRP混凝土的案例
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展開 基于ABAQUS的CFRP加固鋼筋混凝土柱承載能力分析
(a) 銹蝕嚴(yán)重的鋼筋混凝土橋墩
(b) 潮汐變化的近海橋墩
圖2 鋼筋混凝土橋墩(源于網(wǎng)絡(luò)，侵刪)
碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料是以碳纖維或碳纖維織物為增強(qiáng)體，以樹脂、陶瓷、金屬、水泥、碳質(zhì)或橡膠等為基體所形成的復(fù)合材料（圖3）。在眾多輕量化材料中具有較高的比強(qiáng)度、比剛性，輕量化效果十分明顯，在航空航天、軍工產(chǎn)品中得到廣泛應(yīng)用。--引自百度百科
圖3 CFRP圖(源于網(wǎng)絡(luò)，侵刪)
基于上述背景，本次主要采用ABAQUS軟件對(duì)混凝土柱進(jìn)行數(shù)值模擬，并通過外側(cè)包裹CFRP來對(duì)原有混凝土柱進(jìn)行增強(qiáng)加固處理，對(duì)比有無CFRP包裹對(duì)鋼筋混凝土柱承載力的影響。
2.
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(duì)比了CFRP包裹加固鋼筋混凝土柱對(duì)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(cè)包裹CFRP加固+鋼筋混凝土柱三種有限元數(shù)值模擬計(jì)算。計(jì)算結(jié)果表明：
?CFRP包裹鋼筋混凝土柱對(duì)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(jìn)行加固時(shí)，原有混凝土結(jié)構(gòu)承擔(dān)的部分荷載通過粘結(jié)膠層傳遞給CFRP，從而降低了原有混凝土結(jié)構(gòu)的部分應(yīng)力水平，從而起到增強(qiáng)加固的效果。
?利用ABAQUS自帶的混凝土CDP塑性損傷本構(gòu)和Hashin損傷本構(gòu)可以很好地模擬鋼筋混凝土和CFRP包裹加固對(duì)梁、柱、板承載力的計(jì)算。
參考文獻(xiàn)：
[1] 金祖權(quán). 氯鹽-硫酸鹽環(huán)境下鋼筋混凝土腐蝕損傷[M]. 科學(xué)出版社，2021.
[2] 顧祥林. 混凝土結(jié)構(gòu)的環(huán)境作用[M]. 科學(xué)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(huán)境中CFRP 約束劣化混凝土柱的力學(xué)性能[J]. 復(fù)合材料學(xué)報(bào).
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主要對(duì)比了CFRP包裹加固鋼筋混凝土柱對(duì)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(cè)包裹CFRP加固+鋼筋混凝土柱三種有限元數(shù)值模擬計(jì)算。計(jì)算結(jié)果表明：
?CFRP包裹鋼筋混凝土柱對(duì)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(jìn)行加固時(shí)，原有混凝土結(jié)構(gòu)承擔(dān)的部分荷載通過粘結(jié)膠層傳遞給CFRP，從而降低了原有混凝土結(jié)構(gòu)的部分應(yīng)力水平，從而起到增強(qiáng)加固的效果。
?利用ABAQUS自帶的混凝土CDP塑性損傷本構(gòu)和Hashin損傷本構(gòu)可以很好地模擬鋼筋混凝土和CFRP包裹加固對(duì)梁、柱、板承載力的計(jì)算。
參考文獻(xiàn)：
[1] 金祖權(quán). 氯鹽-硫酸鹽環(huán)境下鋼筋混凝土腐蝕損傷[M]. 科學(xué)出版社，2021.
[2] 顧祥林. 混凝土結(jié)構(gòu)的環(huán)境作用[M]. 科學(xué)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(huán)境中CFRP 約束劣化混凝土柱的力學(xué)性能[J]. 復(fù)合材料學(xué)報(bào).
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OpenSees柱子滯回分析
采用OpenSees軟件，對(duì)普通混凝土柱子、鋼管混凝土柱子、型鋼混凝土柱子、CFRP增強(qiáng)混凝土柱子的擬靜力試驗(yàn)進(jìn)行數(shù)值模擬，模擬結(jié)果較好。
一、普通混凝土柱子
選取清華大學(xué)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(gè)單元）和基于柔度法的非線性梁柱單元（Force-Based Beam-Column Element）進(jìn)行模擬，對(duì)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(fù)荷載下的滯回特性。
試驗(yàn)參數(shù)如下：
模擬結(jié)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(jìn)行方鋼管混凝土柱擬靜力試驗(yàn)?zāi)M。采用Mander模型計(jì)算核心區(qū)混凝土強(qiáng)度，試驗(yàn)參數(shù)如下：
我的模擬結(jié)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(jìn)行圓形和方型鋼混凝土柱擬靜力試驗(yàn)?zāi)M，采用Kent-Park模型計(jì)算核心區(qū)混凝土強(qiáng)度。試驗(yàn)參數(shù)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(jìn)行CFRP增強(qiáng)混凝土柱擬靜力試驗(yàn)?zāi)M，采用Kent-Park模型計(jì)算核心區(qū)混凝土強(qiáng)度，采用Lam-Teng模型計(jì)算CFRP參數(shù)。
展開 使用CFRP筋的混凝土梁粘結(jié)滑移
用非線性彈簧考慮的粘結(jié)滑移，聽說CFRP筋不考慮塑性，怎么才能使跨中力位移曲線出現(xiàn)水平段呢？？？
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幫忙找一下我CFRP鋼管混凝土中的問題，Q2209480999
CFRP加固H型鋼梁建模
選題背景及意義
CFRP材料作為一種輕質(zhì)高強(qiáng)的新型復(fù)合材料在加固領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，CFRP對(duì)于混凝土結(jié)構(gòu)及鋼結(jié)構(gòu)均有廣泛的應(yīng)用前景，本文以CFRP加固H型鋼梁為例介紹CFRP復(fù)合材料建模方法。
部件創(chuàng)建
1.1.1點(diǎn)擊（創(chuàng)建部件）按鈕，【Modeling Space】模型空間選擇【3D】,【Type】類型選擇【Deformable】可變形的，【Shape】選擇【Solid】，【Type】選擇【Extrusion】，大致尺寸【Approximate size】輸入2000.
1.1.2.點(diǎn)擊畫線命令創(chuàng)建線，輸入如下坐標(biāo)
1.1.3.點(diǎn)擊鼠標(biāo)中鍵，輸入拉伸深度2000，得到工字鋼模型。
1.2.1點(diǎn)擊（創(chuàng)建部件）按鈕，【Modeling Space】模型空間選擇【3D】,【Type】類型選擇【Deformable】可變形的，【Shape】選擇【Shell】，【Type】選擇【Planar】，大致尺寸【Approximate size】輸入2000.
1.2.2創(chuàng)建矩形，輸入如下坐標(biāo)（0，0），（72，1000）。點(diǎn)擊鼠標(biāo)中鍵，得到CFRP模型。
1.3（創(chuàng)建部件）按鈕，名稱輸入【diankuai】
【Modeling Space】模型空間選擇【3D】,【Type】類型選擇【Deformable】可變形的，【Shape】選擇【Solid】，【Type】選擇【Extrusion】，大致尺寸【Approximate size】輸入2000.
展開 海中風(fēng)電塔抗震分析及CFRP加固應(yīng)用
</p><p class="ql-align-center">表1 PGA 變化對(duì)結(jié)構(gòu)動(dòng)力響應(yīng)的影響</p><p><img src="https://img.jishulink.com/upload/202209/49c7463cc60f40f685e4eb3f22641cfa.jpg" alt="表1.jpg"></p><p>4.CFRP在加固海上風(fēng)電塔腐蝕區(qū)域的模擬</p><p>CFRP應(yīng)用于鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)及其他鋼結(jié)構(gòu)的研究已相對(duì)成熟，但在海上風(fēng)電塔加固中的應(yīng)用相對(duì)欠缺，因此本案例進(jìn)一步探討CFRP在加固海上風(fēng)電塔腐蝕區(qū)域的模擬。</p><p><img src="https://img.jishulink.com/upload/202209/803bf57a8269410b9d7c8c27ac115c87.jpg" alt="圖13.jpg"></p><p class="ql-align-center">圖13 CFRP加固海上風(fēng)電塔</p><p>4.1CFRP有限元建模</p><p>在 ABAQUS 中定義 CFRP材料參數(shù)時(shí)，彈性階段采用 “ENGINEERING CONSTANTS”模型，沿纖維方向的彈性模量 E 取 2.5ｅ 11MPa。為模擬 CFRP 達(dá)到極限拉應(yīng)力后突然斷裂的材料特性，采用 ABAQUS 中的“HASHIN DAMAGE”模型，該模型專門用于模擬材料斷裂后的脆性破壞行為。在 ABAQUS 里設(shè)置纖維鋪層角度的方式如圖14 所示，通過 CreateComposite Layup 設(shè)置不同纖維層數(shù)、每層纖維厚度及每層纖維的鋪層角度。
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