轻松复现天津大学加固论文—不同锚固方式的铝板加固RC梁试验验证
关键词
RC梁加固；脱粘；ABAQUS；锚固；铝板加固；论文复现
模拟背景
常见的RC梁加固有钢板加固与FRP加固，其中钢板加固易锈蚀且自重较大，FRP耐久性较差且破坏具有明显脆性
铝合金作为一种轻质高强、耐腐蚀、变形性能优越的材料，在加固领域具有明显的优势
在RC梁底部加固主要有两种典型方式：结构胶粘贴加固或在此基础上增加端部锚固（混合加固）
在工程中加固材料能否与原结构协调工作是研究的重点，其锚固构造决定了整体力学性能
复现内容
锚固方式的可靠性研究是加固工程中的重点。结构胶粘贴加固虽然方便施工，但易发生端部脱粘，因此端部附加构造措施能够提高加固后结构的承载性能。本期案例开展了天津大学硕士学位论文中的两种典型锚固方式铝板加固RC梁四点受力试验的有限元验证。其中EB试件为传统仅通过粘贴加固试件，EFB试件为在粘贴加固基础上增加端部锚栓锚固构造。两种典型试件的构造如下图所示。
试件构造
模拟难点
结合作者大量的加固仿真案例经验，目前学者和工程师热衷研究各种加固材料、粘结材料、锚固构造的试验与有限元分析。总结了结构加固仿真的难点有：
1、如何考虑加固材料与底部混凝土的粘结滑移
2、如何考虑锚栓作用
3、如何在后处理中观察脱粘过程与混凝土脱落过程
4、如何调试仿真结果与试验吻合
荷载-挠度曲线
结构胶粘贴试件与结构胶加端部锚固试件的数值模拟荷载-挠度曲线和试验结果均吻合一致。其中初始刚度、峰值点、屈服段、下降段均与试验结果相符。且增加端部锚固构造的试件承载力高于仅采用粘贴加固的试件。
结构胶粘贴试件荷载-挠度曲线对比
结构胶加端部锚固试件荷载-挠度曲线对比
破坏形态
模拟的破坏形态与试验结果一致：其中结构胶粘贴加固试件发生铝板端部剥离和混凝土剥离。结构胶加端部锚固试件发生梁端剪切失效与混凝土保护层剥离。可通过后处理场变量模拟其脱粘与保护层剥离过程。
结构胶粘贴试件破坏形态对比
结构胶加端部锚固试件破坏形态对比
结语
随着新建项目的减少，大部分已有结构面临加固改造。不同课题组的研究热点主要集中在加固材料与加固构造，锚固形式必然是绕不开的话题。本期案例针对天津大学硕士学位论文中铝板加固试验探讨了两种最常见的加固构造的有限元模拟方法，并通过了试验验证。
本期案例为保姆级教程，包含完整建模过程：部件、材料、相互作用、调试、后处理等，可为类似加固构造的结构模拟提供参考。
