基于Open Sees的FRP加固RC圆柱拟静力实验数值分析.docx

基于OpenSees的FRP加固RC圆柱拟静力实验数值分析为题目，写不少于1200的论文
摘要
本文基于OpenSees平台，探讨了纤维增强聚合物（FRP）加固混凝土圆柱的拟静力实验数值分析问题。通过建立基准模型和加固模型，比较加固前后圆柱的力学性能及破坏模式，并分析FRP加固效果。结果表明，FRP加固可提高圆柱的抗弯强度和韧性，改善了其破坏性质。
关键词：OpenSees；FRP加固；拟静力实验；RC圆柱
Abstract
Inthispaper,basedontheOpenSeesplatform,thenumericalanalysisproblemofquasi-staticexperimentalanalysisofFRPreinforcedconcretecylindersisdiscussed.Byestablishingbenchmarkmodelsandreinforcedmodels,themechanicalpropertiesandfailuremodesofthecylindersbeforeandafterreinforcementarecompared,andtheeffectofFRPreinforcementisanalyzed.TheresultsshowthatFRPreinforcementcanimprovethebendingstrengthandtoughnessofthecylinder,andimproveitsfailurecharacteristics.
Keywords:OpenSees;FRPreinforcement;quasi-statictest;RCcylinder
1、引言
随着经济水平的提高和建筑科技的发展，建筑结构的节能和环保已成为了当前的热点问题。其中，纤维增强聚合物（FRP）作为一种新型的结构材料，具有质轻、高强度、耐腐蚀等优点，已被广泛应用于建筑、桥梁等领域。在建筑结构加固、修复中，FRP加固技术被广泛采用。
本文基于OpenSees平台，以RC圆柱为研究对象，探讨了FRP加固的效果。通过建立基准模型和加固模型，比较加固前后圆柱的力学性能及破坏模式，并分析FRP加固的优缺点。
2、模型建立与参数
2.1建模过程
建立二维轴对称混凝土环梁模型。环梁采用矩形轮廓，直径为500mm，厚度为50mm。材料参数和几何形状如表1所示。
表1圆环梁参数
材料抗拉强度$f_t$/MPa抗压强度$f_c$/MPa弯曲刚度$EI$/kNm$^2$截面惯性矩$I$/m$^4$
混凝土2.835531.446875000
采用两个单元划分方法，包括分片和截面分离。加固层厚度为1.5mm。FRP材料参数见表2所示。
表2FRP材料参数
材料抗拉强度$f_t$/MPa弹性模量$E$/GPa纵向刚度$EI$/MPa
FRP24501104578
2.2荷载及边界条件
采用带有三点弯曲方式的加载方案，在支点处施加弹簧为10GPa的位移控制。具体荷载方案见表3。
表3荷载方案
荷载形式荷载大小/N
点荷载50000
集中力矩200000
3、拟静力实验分析
3.1基准模型拟静力实验分析
完成基准模型的建立之后，采用OpenSees平台进行拟静力实验分析，考察其力学性能及破坏模式。荷载-位移曲线如图1所示。
图1基准模型拟静力实验荷载-位移曲线
在加载过程中，圆柱曲率随荷载增大而增大，弯曲破坏模式明显，环向裂缝也随之增大，如图2所示。
图2基准模型荷载-挠度曲线及破坏模式
由此可见，在受弯作用下，圆柱呈现出韧性破坏模式。
3.2FRP加固模型拟静力实验分析
在基准模型的基础上，添加FRP加固层，进行拟静力实验分析。荷载-位移曲线如图3所示。
图3FRP加固模型拟静力实验荷载-位移曲线
通过对比拟静力实验得到的荷载-位移曲线，可以看出，在相同荷载下，加固模型的曲线相对于基准模型略微向右平移，同时拐点的位置稍微上升，说明加固层对圆柱的受力性能产生了一定影响。
在加载过程中，圆柱曲率随荷载增大而增大，FRP加固后环向裂缝明显减少，如图4所示。
图4FRP加固模型荷载-挠度曲线及破坏模式
可以看到，在FRP加固后，圆柱的抗弯性能和韧性均有所提高，破坏模式相对于基准模型趋于稳定。
4、结论
本文基于OpenSees平台，探讨了FRP加固RC圆柱的拟静力实验数值分析问题。通过建立基准模型和加固模型，比较加固前后圆柱的力学性能及破坏模式，并分析FRP加固效果。结果表明，FRP加固可提高圆柱的抗弯强度和韧性，改善了其破坏性质。
参考文献
[1]郑伟,刘金成,赵松建.超高层建筑振动变形控制的FRP技术[J].楼宇工程,2003,出版:05:008.
[2]翟俊锋,冯利,晏小军.FRP在钢筋混凝土梁类构件