预应力钢铰线-外包钢复合加固混凝土柱轴心受压试验研究

发布时间：2020-04-01 11:00

【摘要】：由于自然环境或者人为使用的影响,很多建筑构件都面临损伤和老化的现象,无法满足结构功能要求。因此,对于受损老化构件的有效加固问题受到越来越多的关注,预应力加固技术作为一种新型的加固方式,改善了以往加固技术中构件被动约束的加固机理,而是采用预应力对构件提供主动约束,在优化构件受力性能的同时,也增加了约束装置的使用效率。目前国内外对于预应力加固技术已经开展了相关研究,但是加固方式及预应力施加装置仍然有待改良,基于加固技术研究现状,本文提出预应力钢绞线-外包钢复合加固方法,并且为了能准确控制钢绞线预应力的施加,自主设计了一套钢绞线预应力施加装置。本文开展了预应力钢绞线-外包钢复合加固钢筋混凝土柱轴心受压性能试验研究。设计了5组钢筋混凝土柱,其中一组为钢筋混凝土标准柱,一组为水平绕丝加固构件,其余三组是钢绞线预应力分别为lkN、2kN、3kN时的复合加固构件。试验结果表明,预应力钢绞线-外包钢复合加固后的钢筋混凝土柱承载力大幅提升,并且随着预应力的增加,承载力提高效果明显,表明复合加固的侧向约束可以有效延缓构件裂缝的出现及发展,极大程度上改善了构件的脆性破坏现象,并且构件破坏后荷载位移的下降段也比较平缓。此外,还分析了箍筋、角钢及混凝土部分的应力、应变等,研究了构件的破坏机理。采用有限元分析软件对试验过程进行建模分析,有限元结果与试验结果吻合较好。分析了钢绞线、角钢和混凝土的应力变化,结果表明,预应力钢绞线在轴压初期处于弹性阶段,内力变化呈线性增长,与角钢共同作用,有效的限制了混凝土柱的侧向变形,并且在复合加固的约束下,混凝土柱截面的核心混凝土区域随着预应力的增加而不断扩展,进而提高了原构件的承载力,改善了构件的受力性能。本文对该复合加固进行了多参数优化分析,研究了不同角钢型号在不同预应力下的构件约束效果,结果说明,构件承载力的提高幅值随着角钢肢长的增加而增加,角钢对于承载力提高的影响越大,反之,钢绞线预应力的变化对构件承载力的影响减弱,角钢成为复合加固装置中主要受力部分,但是在实际工程中,由于考虑造价问题,角钢型号选取应根据工程实际进行选择。通过预应力钢绞线外包钢复合加固混凝土柱的试验研究,提出了相适应的约束混凝土本构关系曲线,推导出了预应力钢绞线-外包钢复合加固混凝土柱的轴心受压承载力计算公式可为相关加固工程提供参考。
【图文】：

（c） （d）图 1-1 预应力钢绞线-外包钢复合加固Fig.1-1Combination strengthened with prestressed steel wire and angle steel.3 复合加固的特点基于绕丝加固法和外包型钢加固法，本文作者所提出的预应力钢绞线-外包钢复

图 2-1 应变片布置示意图Fig.2-1 Schematic diagram of strain gauge layout试件受压过程中，，为使试件受压均匀，构件上、下部布置钢板。制作构件时，应主要布置在混凝土柱的柱中部位置的纵筋，中上部箍筋和混凝土柱表面上。每根柱的
【学位授予单位】：西安理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TU37

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本文编号：2610367