【摘 要】
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FRP型材-混凝土组合梁受弯性能是FRP-混凝土组合结构的一个重要力学性能。本文对组合梁受弯破坏模式细化分析,给出了考虑各项折减效应的组合梁抗弯承载力、跨中变形和抗弯刚度预测公式;基于损伤力学和复合材料力学,对带FRP剪力键（FRP Shear Key,FSK）的FRP型材-混凝土推出试验和FRP型材-混凝土组合梁受弯试验建立有限元模型。本文给出的三维有限元数值模拟思路对实现FRP-混凝土组合结构
【基金项目】
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江苏省自然科学基金（编号:BK20201436）；
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FRP型材-混凝土组合梁受弯性能是FRP-混凝土组合结构的一个重要力学性能。本文对组合梁受弯破坏模式细化分析,给出了考虑各项折减效应的组合梁抗弯承载力、跨中变形和抗弯刚度预测公式;基于损伤力学和复合材料力学,对带FRP剪力键（FRP Shear Key,FSK）的FRP型材-混凝土推出试验和FRP型材-混凝土组合梁受弯试验建立有限元模型。本文给出的三维有限元数值模拟思路对实现FRP-混凝土组合结构力学性能的深入分析具有借鉴意义。主要研究内容如下:1.首先,基于平截面假定分析了 FRP-混凝土组合梁不同的受弯破坏模式,并提出了考虑滑移效应和剪力键折减效应下的极限抗弯承载力预测公式;基于双线性模型建立滑移效应及剪切变形折减下的变形;综合考虑滑移效应、FRP薄壁性引起的剪切变形和掀起效应对组合梁刚度的影响,提出了 FRP型材-混凝土组合梁抗弯刚度计算方法。对相关文献中试验构件进行计算,预测值与试验值吻合良好。2.其次,对带槽型FSK的FRP型材-混凝土推出试验建立三维有限元模型。通过对界面剪力-滑移曲线进行对比分析,验证了模型的正确性;从界面损伤角度分析了带FSK推出试件的典型荷载-滑移曲线;基于第三强度理论得到的带FSK推出试件的极限抗剪强度公式可以正确预测界面间极限剪应力,并通过弹性分析法和塑性分析法分别给出不考虑滑移效应和考虑滑移效应下的FSK设计方案。3.最后,对FRP型材-混凝土组合梁建立三维精细化有限元模型,采用牵引-分离模型来考虑型材与混凝土间的滑移效应,并基于混凝土塑性损伤模型及Hashin复合材料渐进损伤模型来分别捕捉混凝土和型材的渐进损伤行为;从荷载-挠度曲线、荷载-滑移曲线、挠度分布曲线、拟延性、能量耗散和破坏模式这六个方面将数值结果与试验结果进行验证及对比;基于上述模型进行拓展参数分析,从混凝土强度、FRP型材弹性模量、FRP型材各向异性特征系数和FRP型材截面形式四个方面进行对比分析,深入研究组合梁的承载力、变形与破坏模式。
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