预应力钢绞线加固损伤梁抗剪性能试验研究

发布时间：2020-07-04 05:38

【摘要】：文中就预应力钢绞线加固损伤梁的加固效果进行了工程试验研究,研究结果表明,通过预应力钢绞线加固后的受损梁其抗,剪承载力及刚度都有所提高,证明了预应力钢绞线加固技术在实际工程中的适用性。针对受损钢筋混凝土梁开展绕丝加固试验研究,设计制作了 5组试验。第一根为未受损未加固RC梁,第二根为未受损加固RC梁,其余三根均为受损加固RC梁。选取裂缝宽度作为受损指标,裂缝宽度分别为0.2mm、0.4mm、0.6mm。通过对试件的破坏形态、荷载-挠度关系曲线、箍筋应变等试验结果的分析,研究受损程度对抗剪承载力和变形能力的影响。研究结果表明,未受损试验梁在采用绕丝加固后,加固试件较未加固试件抗剪承载力有所提升。通过受损试件之间对比发现,当钢绞线预加应力相同时,加固梁抗剪承载力随着受损程度的增大而下降。从试验现象来看,预应力钢绞线加固可有效抑制RC梁斜裂缝的发展,改善加固梁破坏形态,且对梁的延性、承载力都有显著提升效果。文中运用了有限元分析软件对试验梁进行了仿真模拟,通过实际试验与模拟试验的应力关系、承载力大小、挠度变化之间的对比,验证了有限元试验模型的正确性。在验证了有限元仿真模拟正确的基础上,文中还模拟了不同预应力和剪跨比对损伤梁抗剪加固效果的影响。研究结果表明,不同预应力钢绞线对受损梁加固具有一定影响,承载力并不是随着预应力的增大而严格增大。当梁的受损程度在一定范围内时,损伤梁承载力与预加应力成正相关。如果梁受损程度过于严重,则加固梁极限承载力不增反降。模拟不同剪跨比,发现试验梁抗剪承载力与剪跨比成反比。本文就预应力钢绞线加固损伤梁抗剪承载力的设计公式进行了探讨,推导了预应力钢绞线加固损伤梁抗剪承载力计算公式。并将计算结果、试验结果、模拟结果进行对比,发现推导的承载力计算公式与试验结果吻合良好,证明了推导的承载力计算公式在实际加固工程中是适用的。
【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】：TU375.1
【图文】：

试验的主要目的如下：（1）通过对试件的破坏形态、荷载-挠度关系曲线和箍筋应变等试验结果的分析，研究 RC 梁受损程度对抗剪承载力和变形能力的影响。（2）测量各种材料试验结果，为有限元模拟分析与抗剪承载力计算公式推导提供依据。2.1.2 试验构件设计试验梁按照受剪承载力 GB50010-201090[64]（混凝土结构设计规范）且可能发生剪切破坏进行设计。设计试件具体参数如下：原梁配筋率 1.7，原梁配箍率 0.57，原梁剪跨比2.5，试验梁长为 1400mm，截面尺寸为 b h=100 200mm，选用强度等级为 C30 的混凝土，构件混凝土保护层厚度 10mm，纵筋选用2 6，架立筋选用 ，箍筋选用 6@200，距梁端 50mm 处开始布置。试验主要研究损伤程度对加固效果的影响，所以各试验梁的钢丝布距、混凝土强度、配筋率、钢绞线预加应力和剪跨比都相同。为了研究各项应力的变化情况，每根试验梁贴有 14 个应变片。试验梁的具体配筋情况如图 2-1 所示，应变片布置图如图 2-2 所示，试验梁的基本参数见表 2-1。

（b）混凝土应变片图图 2-2 应变片示意图Fig. 2-2 schematic diagram of strain gauges表 2-1 试验梁基本参数情况表Table2-1 Test beam basic parameters试件编号混凝土强度原梁配筋率/%原梁配箍率/%原梁损伤程度/mm钢绞线间距/mm钢绳施加应力/kN钢绞线布置方式RCL-1 C30 1.7 0.57 0 0 0RCL-2 C30 1.7 0.57 0 100 1 U 型非闭合RCL-3 C30 1.7 0.57 0.2 100 1 U 型非闭合RCL-4 C30 1.7 0.57 0.4 100 1 U 型非闭合RCL-5 C30 1.7 0.57 0.6 100 1 U 型非闭合2.1.3 材料性能为了测量混凝土的相应参数，为后期有限元模拟做准备，制作试验梁的同时制作了20 个边长为 200mm 的混凝土立方体试块。立方体试块浇筑完后在标准条件下养护。养护完成后根据试验方法标准对试块进行试验。试验中钢绞线的直径选用 4mm，测得其截面

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本文编号：2740724