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端部锚固CFRP板加固RC梁IC剥离过程非线性分析
一、引言
随着人们对建筑结构安全的要求越来越高，强化和加固混凝土结构的技术也得到了广泛的应用。其中，端部锚固CFRP（碳纤维增强聚合物）板加固RC（钢筋混凝土）梁的技术成为了一种常用的加固方式。但是，在实际应用过程中，加固过程中可能会出现IC（界面剥离）现象，这会对加固效果产生影响。因此，本文采用非线性有限元方法对端部锚固CFRP板加固RC梁的IC剥离过程进行研究。
二、建模与分析
2.1基本情况
本文模拟一种端部锚固CFRP板加固RC梁的情况，该梁为简支梁，具有一定的长宽比。CFRP板用于加固梁的底部，板端部使用了锚固技术。具体构造如下图所示。
图1端部锚固CFRP板加固RC梁构造示意图
2.2材料
材料选用了常规的RC和CFRP。RC材料为混凝土，其弹性模量为30GPa，泊松比为0.2。CFRP材料的弹性模量为70GPa，泊松比为0.25。界面材料选择了一种黏弹性材料。
2.3网格划分和荷载
本文采用了ANSYS有限元软件，并对模型进行了网格划分。对RC梁进行了四节点Shell181元素的建模，CFRP板使用了Shell99元素。模型网格如下图所示。
图2网格划分示意图
荷载采用了静态荷载，其中右侧的支座受到反向荷载，施加的荷载均匀分布在整个支座面积内。
2.4分析步骤
本文分别进行了初始状态和IC剥离状态下的分析。初始状态下，模型未出现剥离现象；而在IC剥离状态下，CFRP板与RC梁之间产生了剥离，两者的接触状态不再理想。
三、分析结果
3.1初始状态下的分析结果
在初始状态下，模型中没有出现剥离现象。对于RC梁表面，应力分布均匀，最大应力为3.7MPa，出现在支座处。CFRP板上的应力分布也非常均匀，最大应力出现在锚固点附近，为100MPa。
3.2IC剥离状态下的分析结果
在IC剥离状态下，CFRP板与RC梁之间发生了剥离。此时，CFRP板的刚度下降，对加固效果产生了重要影响。同时，剥离点处和剥离面上出现了应力集中现象，可能会对结构的强度和稳定性产生影响。
在剥离点处，应力集中区域出现在CFRP板内，最大应力为250MPa。在剥离面上，应力集中区域出现在RC梁中，最大应力为6.5MPa。可以看出，IC剥离现象主要影响了CFRP板的性能，而对RC梁的性能影响相对较小。
四、结论
本文通过非线性有限元方法对端部锚固CFRP板加固RC梁的IC剥离过程进行了分析。结果表明：IC剥离现象会对加固效果产生不良影响，降低CFRP板的刚度；在IC剥离点处和剥离面上出现了应力集中现象。因此，应该采用合适的加固技术，预防和修复剥离现象，确保加固效果。