单豪良等

摘 要：随着加固领域的不断发展，纤维增强复合材料加固技术应用在砌体结构领域具有重要的理论研究意义和应用价值！在碳纤维布加固砌体结构的实际工程及试验的基础上，利用有限元软件ANSYS建立模型，对“X”型和”#”型两种加固方式进行模拟分析，计算结果显示：“X”型加固方式能获得更大的极限荷载和极限位移。

关键词：碳纤维布；砌体加固；抗震特性；有限元

Abstract： With the continuous development of reinforcement field， the use of fiber reinforced polymer in masonry structures has important theoretical significance and applied value. On the basis of the engineering and experiment for masonry walls strengthened with Carbon Fiber Reinforced Polymer， “X” and “#” strengthening type are analyzed with ANSYS. The results show： the "X" type reinforcement method can obtain the ultimate load and ultimate displacement bigger.

Key words： CFRP； masonry reinforcement； seismic characteristics； Finite element

引言

碳纤维布加固技术在混凝土结构中的应用已较成熟，而粘贴碳纤维布对砖砌体进行加固在国内外仍处于试验研究的初始阶段。碳纤维布加固砌体结构具有施工便捷、高强高效、不增加构件的自重与体积、耐久性好等优点，在工程中有广阔的应用前景。

1.有限元模型的建立

黏土砖与砂浆有着完全不同的性质，所以采用有限元软件ANSYS对砖砌体进行模拟有一定的难度. 为了提高分析效率，本文采用整体式考虑法.将黏土砖和砂浆作为一个整体考虑，忽略两种材料之间性质的不同进行建模。

采用有限元软件ANSYS进行模拟分析时，为了定义砖砌体与碳纤维布的材料特性，需要给出砖砌体与碳纤维布的应力-应变关系曲线。黏土砖采用强度等级为Mu10的普通黏土砖，砂浆采用强度等级为M5的水泥砂浆，砖砌体本构关系表达式

式中： 为与块材类别和砂浆强度有关的弹性特征值，取 =460。应力应变关系如图1所示。

根据碳纤维布的基本性能，在有限元模拟过程中，假定碳纤维布是一种理性弹性材料，在受力过程中始终处于弹性阶段，因此碳纤维布的应力应变关系曲线如图2所示。……