二次受力下圆形钢套管加固钢筋混凝土短柱轴心受压性能研究

发布时间：2017-09-15 12:01

  本文关键词：二次受力下圆形钢套管加固钢筋混凝土短柱轴心受压性能研究

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【摘要】：桥梁震害的主要特点为钢筋混凝土桥墩损伤导致桥梁严重破坏甚至倒塌,带来巨大的经济损失和人员伤亡,同时桥梁的重建或修复会导致交通中断,对抗震救灾工程产生巨大的影响。钢套管加固法以其能显著提高承载力和抗震性能、工期短、施工方便等优势,被广泛地应用于桥梁的加固工程。而国内外对钢套管加固钢筋混凝土的研究多是一次受力构件,没有考虑实际工程中钢筋混凝土柱在加固前有初始应力的存在。鉴于此,本文懫用模型试验及理论分析相结合的方法,对圆形钢套管加固钢筋混凝土短柱的受力性能及承载力的计算进行了专项的研究,取得了如下研究成果:(1)通过对圆形钢套管加固钢筋混凝土短柱进行轴压破坏试验,全面研究了这种加固受压构件的力学性能。通过对不同初始轴压比的试件进行试验和理论分析,得到了该参数对组合加固结构受力性能及正截面承载力的影响关系。(2)在总结轴心受压承载能力计算相关研究成果的基础上,根据加固前后应力应变变化,推导考虑初始轴压比因素的圆形钢套管加固短柱承载力的计算公式,通过计算结果与试验结果的比较分析,结果表明提出的简化分析公式比较可靠。(3)利用有限元分析软件,对钢套管加固钢筋混凝土试件的受力性能进行了非线性有限元分析,通过与试验结果进行比较,得到分析钢套管加固钢筋混凝土短柱受压构件的有限元模拟方法;并利用此模拟方法,对钢套管加固钢筋混凝土柱受压构件进行了扩大参数分析,深入研究了初始应力水平对加固组合结构承载力的影响。
【关键词】：加固 圆形钢套管短柱 二次受力 有限元
【学位授予单位】：成都理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TU375.3
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 绪论9-17
• 1.1 工程加固的背景9
• 1.2 工程结构加固常用方法简介9-11
• 1.3 钢套管加固法的优点11-12
• 1.4 钢套管加固法国内外研究现状12-15
• 1.5 主要研究内容及研究思路15-17
• 1.5.1 本文的研究内容15
• 1.5.2 研究思路及技术路线图15-17
• 第2章 圆形钢套管加固钢筋混凝土短柱试验17-26
• 2.1 试验试件17-23
• 2.1.1 试件设计与制作17-20
• 2.1.2 应变片的粘贴与布置20-22
• 2.1.3 试验材料的物理力学性能22-23
• 2.1.4 构件制作23
• 2.2 试验设备23-24
• 2.3 试验流程24-26
• 第3章 圆形钢套管加固钢筋混凝土短柱试验结果与分析26-39
• 3.1 破坏形态分析26-28
• 3.1.1 未加固钢筋混凝土的破坏形态26-27
• 3.1.2 钢套管加固钢筋混凝土柱试件的破坏形态27-28
• 3.2 承载力分析28-30
• 3.3 应变分析30-38
• 3.3.1 未加固短柱应变分析30
• 3.3.2 B组钢套管加固一次受力短柱试验结果分析30-32
• 3.3.3 C组钢套管加固二次受力短柱试验分析32-37
• 3.3.4 各加固试件应变对比分析37-38
• 3.4 本章小结38-39
• 第4章 圆形钢套管加固钢筋混凝土短柱轴压理论分析39-46
• 4.1 一次受力构件的正截面承载力计算39-40
• 4.2 二次受力构件的正截面承载力计算40-46
• 4.2.1 基本假定41
• 4.2.2 极限状态的确定41-42
• 4.2.3 加固时混凝土的应力状态42-43
• 4.2.4 加固后构件的受力状态43-44
• 4.2.5 钢套管对混凝土的约束作用44
• 4.2.6 轴心受压加固柱的正截面承载力44-46
• 第5章 ANSYS有限元分析46-60
• 5.1 ANSYS有限元软件及计算方法简介46-48
• 5.1.1 ANSYS有限元软件46
• 5.1.2 有限元方法介绍46-48
• 5.2 单元选取及材料属性48-51
• 5.2.1 混凝土单元48-49
• 5.2.2 钢筋单元49-50
• 5.2.3 钢套管单元50-51
• 5.3 生死单元基本原理51
• 5.4 有限元建模51-53
• 5.4.1 基本假定51-52
• 5.4.2 有限元网格划分52-53
• 5.5 有限元求解方法53
• 5.5.1 求解方法53
• 5.5.2 收敛准则53
• 5.6 有限元分析结果以及与试验及理论结果的对比分析53-57
• 5.7 不同参数下的数值模拟分析57-60
• 5.7.1 钢套管厚度对承载力的影响58-59
• 5.7.2 灌浆料强度对承载力的影响59-60
• 结论60-62
• 参考文献62-65
• 致谢65

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

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3 卢亦焱;龚田牛;张学朋;薛继锋;;外套钢管自密实混凝土加固钢筋混凝土圆柱轴压受力分析[J];工程力学;2013年09期

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本文编号：856394