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东南大学吕志涛院士指出,未来将会有许多工程需要进行一定的修复和加固,研究如何选取更经济,更合理的材料,将是未来加固领域研究的趋势。经历二十多年以来的发展,碳纤维增强复合材料(CFRP)在建筑结构和桥梁工程修复加固领域均得到了广泛的应用。CFRP复合材料因其自身具备的轻质、高强、耐腐蚀性以及耐疲劳性等优势,在结构加固领域逐步代替粘贴钢板、增大截面法等传统的加固方式。鉴于此,研究CFRP加固钢筋混凝土结构构件,研究CFRP在工程领域的应用显得尤为必要。本文通过进行CFRP嵌入式加固钢筋混凝土梁和异形柱,控制初始裂缝的研究,展开了大量试验工作,取得较好的试验结果。接着以通用的有限元分析软件ABAQUS为求解核心,根据自己的试验,模拟分析考虑了许多因试验误差引起的问题,得到了较好的解答。最后,将CFRP加固技术,以基于有限元模拟的形式,模拟探索了CFRP复合材料应用于基坑支撑加固和优化设计中,主要包括:(1)、本文对研究较少的NSM加固法,采用CFRP进行对比试验研究,对钢筋混凝土梁和异形柱进行了大量的试验研究和分析,探究了加固前后的极限荷载及应变等指标开展变化;(2)、采用ABAQUS有限元分析软件,对CFRP加固钢筋混凝土梁和柱进行了大量的有限元模拟分析,有效地模拟了试验开展,可以进一步指导试验和理论研究;(3)、提出了关于新型的碳纤维(CFRP)加固方法,采用了在偏心异形柱受拉破坏一侧黏贴碳纤维板,在受压破坏一侧植入碳纤维筋的加固方法。研究了组合式碳纤维加固钢筋混凝土柱的性能与效果;(4)、针对基坑施工时,在支撑施工上花费较大的费用和出现的基坑周围位移控制加固,提出基于ABAQUS软件模拟CFRP材料在基坑中的应用可行性研究,探索在支撑轴力不足时加固支撑,和初始设计时采用基坑支撑梁中植入钢筋和FRP筋的组合,减少基坑支撑梁的尺寸和配筋,综合考虑其经济性,探索研究其可行性。最后,研究结果表明,CFRP采用NSM法加固钢筋混凝土结构可以有效地改善钢筋混凝土结构的极限承载力,且对结构的延性有较大的帮助,可有效地抑制裂缝的扩展;本文基于ABAQUS平台模拟CFRP加固钢筋混凝土结构,可有效地模拟试验过程,具有较好的可行性;有限元模拟CFRP材料在基坑中的应用,表明CFRP在基坑工程中有一定的可行性和经济性,值得进一步探索其实用性。