利用有限元数值分析方法，对静载作用下的碳纤维钢筋混凝土梁开裂性能进行分析。通过有限 元数值模拟方式，利用逐渐增大荷载的方法，分析碳纤维含量对梁体开裂性能的影响。通过与普通钢筋混凝土试 件模拟结果相 比表 明，碳纤维钢筋混凝 土梁具备 更好 的开裂性 能 。其 裂缝 宽度 可通过普通 钢筋 混凝土梁 的规范 公 式进行修正 。 【关键词】 碳纤维钢筋混凝土；碳纤维混凝土梁；裂缝；挠度 【中图分类号】 Tu377．9 【文献标识码】 B 【文章编号】 1001—6864(2013)05—0041—03 CRACKING BEHAVIoR ANALYSIS oF CARBoN Fm ER RE oRCED CoNCRETE BEAM LU Zhao—hong ， ZHANG Guang-ming ， CHEN Jian ， WANG Xiao—mei (1．NortheastPetroleum Univ．HeilongjiangDaqing163318，China； 2．ChinaHuanqiuContracting&Engi．Corp．，Xinjiangkaramay833600，China) Abstract：Thispaperanalyzed thecrackingbehaviorofcarbon fiberreinforcedconcretebeam under static loadusingthefiniteelementnumericalanalysis．Bythewayoffiniteelementnumerical simulation and themethod ofincreasingtheloadgraduallytoanalyzethecarbonfibercontentinfluenceonthebeam cracking．By comparing with the simulation resuh ofcommon reinforced concrete beam testpiece， it turned outthatthecarbo n fiberreinforced concretebeam hasagood crackingand deformationbehavior． Itscrack width can berevised byth ecommon reinforced concretebeam rules． Key words：carbon fiberreinforced concrete；carbon fiberconcretebeams；crack；deformation 在普通混 凝 土 中添加 少 量 一定 形状 碳纤 维 和超 细添加剂 (分散剂 、去泡剂 、早 强剂 等)，能够制备 导 电 混凝土并 可显 著提 高 混凝 土 的强 度 和韧 性。在 智能 材料结构 系统 的研 究和 开发 中倍受关 注 。该 碳纤 维导 电混凝土 内部配 置受 力钢筋 ，可制作 成结构 的 主 要受 力构 件 ，广 泛应 用 于防 护工 事 ，防止核爆 炸 电磁 杀伤 、工程监测等领域口 。 然而 ，碳纤维 钢筋 混 凝 土 梁 由于 材 料性 质 复杂 ， 有关裂缝的宽度仍未有相应的计算公式，目前的设计 计算仍 借助普 通钢筋混 凝土梁 的裂缝 宽度计 算公 式。 现行 的钢筋 混凝 土 梁体 裂 缝 宽度计 算 不能 完 全符合 碳纤维 钢筋 混凝 土构 件 裂缝 的变化 。文 中在碳 纤维 钢筋混 凝 土静 载 试 验 的基 础上 ，采 用有 限元 分 析 方 法 ，探讨 其静 力作 用下 裂缝 性 能 ，并 与普 通钢 筋混凝 土规范计算方法得 到 的结果进 行 比较 ，给 出修 正后 的 裂缝计 算公式 。分析 结 果 表 明修正 后 的公 式 与试验 结果更 加接近 ，可 为碳纤 维钢 筋混凝 土结构设 计提供 [基金项 目】 黑龙江省教育厅科学技术研究项 目(11553016) 参考依 据。 1 模型的设计 碳纤维 钢筋混凝 土梁构 件 ，其材 料非线 性 与几何 非线性 常同时存在 ，给模拟 分析和描 述带 来非 常大 的 难度 。ANSYS分 析 软 件 中，一 般 采用 Solid65单 元 模拟钢筋混 凝土 和岩 石 等抗 压能 力 远大 于抗 拉 能力 的非均匀材料 ，采用 SHELL41单元模 拟碳纤 维。 1．1 模型的建立 采用 William Wamke模 型模 拟混 凝土 ，采用 So1． id65单 元 ，梁 中 钢 筋 采 用 Pipe20单 元 ，碳 纤 维 采 用 Shell41单元 。材料 间隔各 接触 面无相对 滑移 ，满 足 变形 协调原理 。所建模 型具 有充足的抗剪切力 。 分析 以各模 型 中钢 筋配 筋率 相 同碳 纤 维含 量 为 变量建立了三组模 型(梁)。模 型采 用 C30混凝 土(抗 压强 度标 准值 厶 =20．IN／mm ，抗拉 强度标 准值 = 2．OlN／舢 )，纵 向钢 筋 采 用 2根 公 称 直径 12mm 的 HRB335(屈服强度 ^ =335N／姗 )钢筋 ，截面尺寸均

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