工程技术BFRP层数对加固木梁抗弯性能研究郝聪（河北工程大学土木工程学院）摘要院通过对不同玄武岩纤维布层数的加固木梁的有限元模拟对比梁及加固梁均为矩形截面b×h=100mm×200分析，比较了在不同粘贴层数下加固木梁的极限荷载情况，结果表mm，跨度1500mm。模型方案及编号见表2。明，随着BFRP粘贴层数的增加，木梁的极限荷载逐渐增加，为加固表2模型方案及试件编号设计和工程应用提供参考。组别序号模拟目的编号BFRP粘结层数关键词院玄武岩纤维布木梁极限荷载粘贴层数木材是一种取材容易，加工简便的结构材料，在中国参照梁1对比D-1不加固加固梁2粘贴层数的影响B-11层传统建筑中被广泛应用。鉴于在保留传统木建筑历史风貌加固梁3粘贴层数的影响B-22层方面的优势，纤维布越来越广泛的应用于传统木结构的维加固梁4粘贴层数的影响B-33层修加固工程，而玄武岩纤维布又以其具有较高抗拉强度和单元选择木材和垫块均选用Solid45单元，Sol-弹性模量，同时还有良好的粘合性、耐热性及抗腐蚀性等id45单元用于构造三维固体结构，单元通过8个节点来定特点在工程加固方面逐渐显示出优越性。玄武岩纤维布在义，每个节点有三个沿着xyz方向平移的自由度。该元素有一定程度上可以代替各种纤维增强材料制品，但成本却更塑性、徐变、膨胀、应力强化、大变形、大应变和模拟各向异低，更适宜采用。本文利用通用有限元软件对性等能力，并提供带有沙漏控制的缩减选项。BFRP采用不同粘结层数的加固木梁进行有限元分析，建立了相应的Solid46空间实体单元进行模拟。Solid46单元为8节点3D有限元模型，比较了不同粘结层数下木梁的极限荷载情实体单元Solid45的一种分层形式单元，该单元用于模拟况，为木梁设计提供参考依据。分层壳或着实体。它的每个结点有3个自由度，可以用来建1BFRP加固木梁有限元模型的建立立叠层壳体或实体的有限元模型，每个单元允许125层的模型及材料参数选取木材为樟子松，建立了对厚度在单元面内成双线性变化的不等厚材料层，同样允许比木梁及三根不同粘贴层的简支木梁的有限元模型，其基有250层的等厚度材料层。Solid46单元的另一个优点是本物理力学性能如表1所示。玄武岩纤维布厚度为对多于250层的复合材料可以用几个单元叠加的方式来建0立模型，并允许沿厚度方向的变形斜率可以不连续，而且用.111mm，其他基本物理力学性能见表1。表1材料的物理力学性能户也可以输入自定义的本构矩阵。该单元有一个等效的横材料类别抗拉强度N/mm抗压强度N/mm弹性模量N/mm向刚度，允许横向上存在非零应力、应变和位移。它可以指樟子松定失效准则。与8节点壳单元相比，其单元的阶次要低。－建立有限元模型为了保证木梁和垫块两者的节（上接第118页）母旋入锚杯上2-3丝扣，以保证后期牵引安全。继续卷杨人员、监控设施等是否到位。应服从值班技术人员的指挥，机牵引，同时旋紧锚固螺母，直至将锚杯牵引至设计位置。并做好伸长量记录。张拉时应分级张拉，以张拉应力值控塔端硬性牵引。斜拉索梁端安装的同时塔内施工制，伸长量做校核。斜拉索张拉全过程应根据监控人员要人员安装张拉机具，当斜拉索梁端安装完成后，塔端开始求做好主梁线型、塔柱偏移测量工作，并将有关测量数据进行硬性牵引。当6500KN张拉杆拉出千斤顶后端面资料及时报送监控小组，为斜拉索张拉和箱梁线型、内力15-20cm时，锁紧锚垫板处6500KN张拉杆副螺母，拆除控制提供依据。2000KN张拉杆，在千斤顶后端将6500KN张拉杆锚固螺斜拉索索力调整。斜拉索张拉完成后，使用振动频母旋上并锁紧，塔端初步硬牵引结束，当同一索号四根斜率测力计测验各索和张拉力值，每组及每索的拉力偏差均拉索梁端安装到位之后，塔端四根斜拉索开始同步、对称不得超过图纸规定，如有超过应进行调整。调整时可以从超进行硬性牵引，当锚杯外露出锚垫板5-10cm时，停止张过设计拉力值最大或最小的索开始调整(放松或拉紧)到设拉，塔内工作人员将锚杯锚固螺母旋入锚杯上2-4丝扣，计拉力。在调整拉力时应对索塔和相应梁段进行位移观测。此时不得回油，继续张拉，只有当锚杯锚固螺母旋入锚杯6结论上有锚杯锚固螺母一半丝扣时方可回油。继续张拉，锚杯通过海南文昌清澜大桥斜拉索安装施工，介绍了先塔锚固螺母在锚杯上戴平时即算塔端硬性牵引结束。后梁斜拉索安装技术，为以后施工提供参考。5斜拉索张拉及调索参考文献院由于梁端索管出口位置狭窄无法安设张拉千斤顶，故[1]海南文昌清澜大桥——斜拉桥斜拉索施工图纸.斜拉索张拉采取塔端张拉即一端张拉方案。考虑张拉工作[2]公路桥涵施工规范.TB10203-2002.需要，在上塔柱内侧制作工作平台。钢箱梁节点高栓栓接完[3]公路桥涵工程施工质量验收标准.TB10415-2003.成后即可进行第一次张拉。斜拉索张拉分设计索力张拉和[4]建筑机械使用安全技术规程.JGJ33-2001.调索两部分。根据最大设计索力，选择[5]斜拉桥热挤聚乙烯高强钢丝拉索技术条件.GB/T18365-4台6500KN张拉千2001.斤顶，同时对称张拉，不同步张拉力控制在200KN以内。[6]城市桥梁工程施工与质量验收规范（.CJJ2-2008）.斜拉索的张拉。斜拉索张拉前，检查好张拉设备、[7]预应力筋用锚具、夹具和连接器应用技术规程（.JGJ85-2002）.119
工程技术点可以变形协调，采用先划分单元，然后将节点合并的方法，并采用相同的加载方式对其进行模拟分析。长度方向用边界长度为50mm的单元来划分网格，其他方向采用25mm的单元进行划分。建成后的模型如图1所示。图5B-3梁沿x向应力云图表3数据分析试件编号BFRP层数极限荷载/KN提高幅度/%－图模型及单元划分模拟结果及分析经过ANSYS程序的有限元计算，得到对比梁及从模拟的应力图及数值对比可知，利用玄武岩纤维布进行加固并非粘结层数越多越好。加固后木梁的承载力相BFRP约束木梁的最终应力云图，如图2~图5所示。最终得到极限荷载模拟值如表3所示。对未加固的木梁有所提高，粘结两层BFRP布的提高幅度比粘结一层的高，虽然加固木梁的承载力随着粘结层数的增加而逐步增大，但是增加幅度并非与玄武岩纤维布的增加层数成正比，而是趋于平缓。对与实际结构受力构件，其受弯时，木材木节处往往有应力集中，使其破坏时多没达到木材的极限承载力，对木材的性能不易得到较准确的认识。本模型模拟时为均匀模型，排除了木节等缺陷对试验结果的影响，其在达到受弯承载力极限状态前，BFRP与木材试件之间粘结可靠，不发生相对滑移，保持应变协调。3结论图2D-1梁沿x向应力云图本文分别对粘贴不用层数玄武岩纤维布的木梁进行抗弯加固模拟，根据其破坏形态及极限承载力结果的分析得到以下结论：玄武岩纤维布粘贴层数越多，构件承载力提高幅度越大，但并不是与粘贴层数成正比。随着玄武岩纤维布层数的增加，纤维布与加固构件之间的有效粘结长度没有增加，且构件上部受压强度一定，极限承载力提高幅度增长率降低。因此，在实际应用中，应根据具体加固需要，并考虑经济性，合理选择纤维布的层数。参考文献院[1]蒋湘闽，胡平，马建勋.碳纤维布加固木梁受弯承载力理论分图析[J].FRP与结构补强，:23～-1梁沿x向应力云图[2]杨会峰，刘伟庆等.FRP加固木梁的受弯性能研究[J].建筑材料学报，:591～597.[3]汪健根，杨勇新，胡玲，庄荣忠.玄武岩纤维布与木材粘结-滑移本构关系的试验研究[J].玻璃钢/复合材料，:23～27.[4]阿肯江·托呼提，亓国庆.基于ANSYS的木梁有限元静力弹塑性分析[J].世界地震工程，2007，23(3):152～157．[5]胡玲，杨勇新等.层数对玄武岩纤维布与木材有效粘结长度影响的试验研究[J].建筑结构.2010，40(2）:67～69．[6]ANSYS公司(中国).ANSYS非线性分析指南[M].ANSYS中国，2000.[7]张朝晖.结构分析工程应用实例解析（第三版）[M].图4B-2梁沿x向应力云图北京:机械工业出版社，
