0 引言

混凝土因?yàn)槠渚哂辛己玫牟牧闲阅?，便于就地取材，而且能與鋼筋材料通過兩者間的粘結(jié)力有效的結(jié)合在一起,，共同承受剪力變形,，可形成強(qiáng)度高，剛度大的結(jié)構(gòu),。但在實(shí)際工程中,，由于鋼筋混凝土梁的抵抗剪力能力不強(qiáng)，在承受集中荷載作用后將會(huì)產(chǎn)生斜截面破壞,。目前國內(nèi)外的梁加固方法眾多[1],，其中主要以：擴(kuò)大截面面積法、外部粘貼纖維加固法,、外包鋼加固法,、粘鋼加固法等為主。本文通過使用ABAQUS軟件模擬3種碳纖維布（CFRP）外部粘法加固鋼筋混凝土梁,，外部粘綁CFRP布加固能顯著加強(qiáng)鋼筋混凝土梁的承載能力,、延性和剛度等,，而且CFRP布加固混凝土在很多方面均有使用，現(xiàn)實(shí)使用價(jià)值很高[2],。

1 混凝土梁斷裂方式與CFRP抗剪方式

1.1 鋼筋混凝土梁的斷裂方式

鋼筋混凝土試件破壞可分成三個(gè)部分：第一部分主要為裂縫逐漸出現(xiàn)階段,；第二部分為裂縫不斷發(fā)展擴(kuò)大階段；第三部分為裂縫繼續(xù)擴(kuò)大相連,，混凝土被壓碎,。由于受到外力的作用，鋼筋混凝土梁構(gòu)件除了會(huì)出現(xiàn)正截面破壞之外,，因?yàn)榧袅與彎矩M總是共同處在結(jié)構(gòu)之中,，所以在剪力與彎矩聯(lián)合存在的剪彎范圍中還能出現(xiàn)斜向發(fā)展的裂紋引起斜截面破壞[3]。

1.2 CFRP布加固抗剪方式

采用CFRP布外部粘貼方法加固鋼筋混凝土梁,，混凝土本身產(chǎn)生開裂前,，CFRP布對梁的加固作用表現(xiàn)不顯著?；炷帘砻嫘绷芽p顯現(xiàn)后,，處在斜裂縫表面的CFRP布應(yīng)力值瞬間擴(kuò)大，CFRP布受拉,，開始參與鋼筋混凝土梁的抵抗剪力工作,。碳纖維布能限制混凝土的側(cè)向變形，增加混凝土內(nèi)的骨料咬合力,，通過約束或延遲裂縫的擴(kuò)展來延長鋼筋混凝土的工作時(shí)間,。

2 有限元分析

為深入探討采用CFRP布粘綁后鋼筋混凝土梁抵抗剪力的能力，利用當(dāng)前國際上通用的有限元分析軟件ABAQUS對鋼筋混凝土梁的抗剪強(qiáng)度測試[4],。本文設(shè)計(jì)4組模型,，1組模型是未粘綁CFRP布的鋼筋混凝土梁，其余3組模型是CFRP布側(cè)面粘綁式,、封閉包裹粘綁式和U型粘綁式加固的鋼筋混凝土梁,。

2.1 數(shù)值模擬

本文模型為矩形梁，梁截面b×h=150mm×300mm,，梁長 2.5m,，上側(cè)鋼筋 212（HRB335），下側(cè)鋼筋 316（HRB335）,，箍筋為 8＠100（HPB235）,。在對混凝土單元進(jìn)行創(chuàng)立模型時(shí)選擇實(shí)體單元C3D8R，鋼筋使用桁架單元?jiǎng)?chuàng)立模型,。在梁承受集中荷載處與梁的兩端支座處依次添加4個(gè)墊塊（實(shí)體單元C3D8R）,，用來防止在施加荷載過程中出現(xiàn)應(yīng)力集中現(xiàn)象。通過Interaction(相互作用）模塊,，對鋼筋單元使用Embedded（嵌入?yún)^(qū)域約束）將其全部嵌入到混凝土單元中,。CFRP使用Tie（綁定限制）捆綁在鋼筋混凝土梁的側(cè)表面,。將墊塊也創(chuàng)建為C3D8R單元，使用Tie（綁定約束）將混凝土與墊塊的2個(gè)面緊實(shí)粘綁在一塊,。在梁上部2個(gè)墊塊創(chuàng)建參考點(diǎn)RP-1與RP-2,，使用Coupling（耦合約束）定義耦合約束的區(qū)域從而確定荷載位置。為了方便定義墊塊與混凝土的約束,，用分割單元將模型分割,，在模型梁端下左右2墊塊的中線處創(chuàng)建分割面定義邊界條件，添加的邊界條件為鉸接約束,，即選中U1,，U2，UR3（有限元模型見圖1）,。

綜上所述,，急診醫(yī)務(wù)人員血源性職業(yè)暴露現(xiàn)狀不容樂觀,，醫(yī)療機(jī)構(gòu)應(yīng)重視,，并通過教育、考核等方式,，提高醫(yī)務(wù)人員對血源性職業(yè)暴露的重視,，以降低職業(yè)暴露發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)。

圖1 有限元模型

有限元模型中采用位移加載的方式施加荷載,，通過采用Amplitudes（幅值）建立加載的規(guī)律進(jìn)行加載,。

2.2 劃分網(wǎng)格

有限元分析軟件的本質(zhì)就是將擁有無限自由度的結(jié)構(gòu)問題轉(zhuǎn)換成有限自由度的結(jié)構(gòu)問題，通過簡化分析來得到最終結(jié)果,。若網(wǎng)格尺寸劃分偏大,，會(huì)影響模型最終結(jié)構(gòu)的精確度或造成錯(cuò)誤的分析結(jié)果；若網(wǎng)格尺寸劃分偏小,，雖然會(huì)導(dǎo)致最后結(jié)果的準(zhǔn)確度增加,，但是也增加了很多不必要的計(jì)算量，耗費(fèi)大量的時(shí)間和空間[5-6],。為了確保模型計(jì)算順利,，首先用模型本身適應(yīng)的網(wǎng)格劃分，在能順利計(jì)算后將通過控制布置網(wǎng)格種子的大小去控制模型網(wǎng)格密度,。最后,，混凝土以0.05單元布種，碳纖維布以0.025為單元布種（有限元模型網(wǎng)格劃分見圖2）,。

圖2 網(wǎng)格劃分

3.3 有限元模擬分析

經(jīng)過模擬分析后在可視化中得出未加固鋼筋混凝土梁云圖與CFRP布加固鋼筋混凝土梁云圖如圖3所示,，對比結(jié)果見表1。

（一）互動(dòng)教學(xué)的深度不夠,。課堂互動(dòng)教學(xué)主要體現(xiàn)在教學(xué)內(nèi)容的互動(dòng),，即師生之間知識信息的流動(dòng),。精心的設(shè)計(jì)和嚴(yán)格的安排，結(jié)合多年的教學(xué)經(jīng)驗(yàn),，在很大程度上可以幫助教師預(yù)測學(xué)生在教學(xué)過程中的反應(yīng),，及其對知識水平的吸收。但通常課堂教學(xué)是教師不斷地提問,，學(xué)生機(jī)械地回答,，不能達(dá)到良好的教學(xué)效果，這是無法實(shí)現(xiàn)教師激發(fā)學(xué)生對問題的深入思考,。經(jīng)?？梢钥吹剑趯W(xué)生回答某些問題時(shí),，有很多相同的和重復(fù)的,，很少見到不同意見和觀點(diǎn)的碰撞，所有這些現(xiàn)象表明,，課堂教學(xué)互動(dòng)只是一個(gè)膚淺的水平,，這不能激勵(lì)學(xué)生學(xué)習(xí)和提高學(xué)習(xí)效率。

2.5 公主嶺霉素對水稻產(chǎn)量和品質(zhì)的影響 研究表明,，公主嶺霉素田間噴施可提高水稻產(chǎn)量,，對水稻產(chǎn)量的貢獻(xiàn)主要表現(xiàn)在促進(jìn)水稻分蘗和成穗率的提高上[8]。該研究施用公主嶺霉素后也取得了增產(chǎn)效果,，與前期試驗(yàn)結(jié)果一致,。公主嶺霉素對水稻產(chǎn)量的影響，因品種,、栽培方式及氣候因素的差異而表現(xiàn)不同,。該試驗(yàn)的3個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)，水稻產(chǎn)量均有不同程度的提高,，其中在湖南湘潭,，公主嶺霉素水提液100倍稀釋液浸種直播的水稻增產(chǎn)效果最明顯，達(dá)8.22%,，200倍稀釋液水稻增產(chǎn)幅度為3.43%(表4),。

從模擬結(jié)果中分析得出，梁上的荷載由初始開始逐漸增大,，混凝土表面逐漸出現(xiàn)斜裂縫,，應(yīng)變從裂縫出現(xiàn)位置開始逐漸向兩側(cè)擴(kuò)散。從圖中可看出混凝土應(yīng)變的大小與裂縫出現(xiàn)的位置有關(guān),，基本呈斜向展開,，斜裂縫主要從支座處開始展開，越靠近梁底端支座處應(yīng)變值越大，混凝土模型表面應(yīng)變整體上呈現(xiàn)出倒著的“∧”字形,。隨著荷載的持續(xù)加大,，混凝土表面上各處的斜裂縫會(huì)不停擴(kuò)大，隨之混凝土表面的應(yīng)變也不斷加大,。

圖3 有限元云圖

表1 分析結(jié)果對比

編號 加固方式 開裂荷載/kN 極限荷載/kN 極限荷載增加百分比/%A無10.24 69.51 0 U型粘綁式 11.35 80.37 15.62 C側(cè)面粘綁式 13.74 89.56 28.84 D封閉包裹式 15.62 110.83 59.44 B

從模擬云圖中觀察3組不同的加固方法,，采用CFRP布側(cè)面粘綁加固式的鋼筋混凝土梁，在承受載荷后受力明顯增強(qiáng),，在混凝土上下表面的CFRP布出現(xiàn)較大應(yīng)變,，而在CFRP布表面其他區(qū)域應(yīng)變值很小，且應(yīng)變分布向兩側(cè)緩慢擴(kuò)散,。使用封閉包裹粘綁式和U型粘綁式的梁,，在CFRP布兩頭處的應(yīng)變較大，在荷載逐漸增大中,，封閉包裹型和U型CFRP布與鋼筋混凝土梁產(chǎn)生了較大的偏移,。從圖中可看出CFRP布表面較大應(yīng)變值出現(xiàn)在梁的上下兩側(cè)，說明在鋼筋混凝土梁外側(cè)粘貼的碳纖維布能夠和混凝土與鋼筋共同工作,，共同承受由荷載產(chǎn)生的剪切變形,。

通過和未加固鋼筋混凝土對比分析，我們發(fā)現(xiàn)采用碳纖維布加固后的鋼筋混凝土梁,，當(dāng)加固后的結(jié)構(gòu)達(dá)到抗剪承載力極限狀態(tài)時(shí),，CFRP布可以很好展現(xiàn)出自身的力學(xué)功能，且使用粘綁CFRP布封閉包裹式效果優(yōu)于側(cè)面粘綁式,，側(cè)面粘綁式優(yōu)于U型粘綁式,。

在微電網(wǎng)控制中,集中控制需要通過中央控制器控制所有DG單元的信息,對通信要求高,一旦某條線路發(fā)生通信故障,將無法確定其余DG單元的控制指令,情況嚴(yán)重時(shí)會(huì)造成系統(tǒng)崩潰,可靠性不高。

3 結(jié)論

通過有限元ABAQUS軟件對3種不同包裹形式加固分析,，模擬在集中荷載作用下梁加固前后抗剪承載力,，分析得出結(jié)論：①應(yīng)用CFRP布加固鋼筋混凝土梁后其抗剪能力得到顯著提升,，混凝土表面斜裂縫出現(xiàn)時(shí)間延遲,，裂縫擴(kuò)展速度變得緩慢，加固后鋼筋混凝土梁的抗剪承載能力能達(dá)到安全要求,；②應(yīng)用CFRP布粘綁鋼筋混凝土梁,，模擬效果良好。加固后的梁抗剪能力受CFRP布包裹形式影響,，使用粘綁CFRP布封閉包裹式比側(cè)面粘綁式好,，側(cè)面粘綁式比U型粘綁式好。

碳纖維布加固作為一種新型的加固材料在前期的研究中就以呈現(xiàn)出巨大的潛力與優(yōu)勢,，然而CFRP布加固鋼筋混凝土梁的研究不能單純依靠有限元的模擬,，應(yīng)通過具體實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證有限元模擬的可行性，況且本文有限元模擬是在理想條件下進(jìn)行的，未考慮混凝土與鋼筋間的粘結(jié)力滑動(dòng)影響與粘貼碳纖維布時(shí)所需粘接膠的性能,。

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