三种抗剪加固方式加固RC梁的实际效果研究及有限元模拟

发布时间：2020-11-14 05:20

　　 随着改革开放四十年的发展,早期建设的房屋大部分已经进入其寿命的中后期,由于结构老化和建筑功能改变等因素,部分建筑可能不能满足相应的承载力要求,因此需要加固维修。常用的加固形式有增大截面加固、粘钢加固、粘贴纤维加固和外包型钢加固等,都各有自己的优劣势。对于梁的加固主要是正截面抗弯加固和斜截面抗剪加固两种。由于梁的剪切破坏为脆性破坏,因此梁的抗剪加固需要特别重视。梁斜截面的抗剪不足,可能是钢筋锈蚀或者荷载变化等,导致配箍率较小而引起的抗剪不足;也可能是由于结构老化等导致混凝土强度降低,而引起的梁抗剪不足。本文将考虑因箍筋不足而导致梁抗剪不足的情况下,来对梁进行抗剪加固。基于13根试验梁,截面尺寸为200mm×400mm,梁长度为3150mm,其中9根T形梁,翼缘长600mm。通过使用增大截面、粘贴纤维和粘贴钢板这三种加固方式来进行抗剪加固试验,探究三种加固方式的实际效果以及端部锚固效用。试验结果表明:在所有加固梁中,粘贴环向钢板效果最好,梁最终发生弯曲破坏,然而这种方式在实际工程很难做到。粘贴纤维抗剪加固梁中,使用钢板或者角钢作为压条锚固纤维U形箍端部的加固效果比较接近,其中钢板作为压条的锚固效果稍好;在粘贴钢板抗剪加固梁中,采用角钢锚固粘贴的U型钢箍端部的加固效果较好;在增大截面抗剪加固梁中,增大截面采用箍筋刻螺纹穿板翼缘用螺栓固定加固梁抗剪加固效果较好。侧面抗剪加固梁中,纤维侧面粘贴加固与钢板侧面粘贴加固两种加固方式极限承载力比较相当,但钢板-侧锚加固梁抗剪加固效果稍好。通过对三种抗剪加固方式常用的抗剪加固模型,进行模型预测与试验结果的比较,比较各模型的精确度,最后通过回归拟合,提出基于本试验的三种抗剪加固模型,且与试验值比较吻合。本文还借助商业有限元软件ABAQUS对加固RC梁在单调位移加载情况下进行非线性模拟分析,通过软件分析得到混凝土及钢筋应力状态、极限承载力和荷载位移曲线,计算结果与试验值比较,模拟所得结果与试验结果有些偏差,主要原因是有限模型建立在一种理想状态下的计算,还需要有些改进。
【学位单位】：深圳大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：TU375.1
【部分图文】：

第 1 章介绍各种常用的加固方式及简述混凝土梁抗剪模型，总结三种抗剪加固方式的研究现状。从中提出问题，引出本文研究的内容。第 2 章试验梁长为 3150mm，净跨为 2700mm，截面为 200mm×400mm 的试验梁，介绍了试验梁在详细加固端的加固过程，分别为纤维加固、粘钢加固和增大截面加固，并介绍了试验梁加载情况。第 3 章详细描述了加载试验的现象，并比较了试验梁的荷载位移曲线，对试验梁进行了延性分析，对加固材料、混凝土、纵筋、箍筋以及压条的应变进行荷载应变分析。第 4 章通过收集三种加固方式的抗剪模型，比较各种抗剪加固模型的优劣，为实际工程计算提供建议。第 5 章通过商用有限元软件 ABAQUS 建立有限元模型对于本文加固试验梁进行模拟。通过 ABAQUS 计算出的荷载-位移曲线与试验曲线进行比较，希望通过建立有限元计算模型能对实际加固工程达到效果做出预测。第 6 章对本文研究成果进行总结，并给出进一步研究建议。

三种抗剪加固方式加固 RC 梁的实际效果研究及有限元模拟维 TZ-300，厚度为 0.167mm。纤维材料性能：抗拉强度值为 3483MPa；弹性模量为 2.34×105MPa。纤维实物图见图 2.5。试验所用钢材是由新余钢铁公司生产，采用 Q235 钢材。加固使用的 U 型钢板和钢板条带厚度为3mm。钢材的屈服时强度为295MPa，抗拉强度为425MPa，延伸率为29%。角钢压条采用 75mm×75mm×5mm。其材料性能：屈服时强度为 265MPa，抗拉强度为351MPa，延伸率为 27%。钢板压条和小盖板厚度为 5mm。压条材料性能：屈服时强度为 290MPa，抗拉强度为 422MPa，延伸率为 29%。钢板实物图见图 2.6。

三种抗剪加固方式加固 RC 梁的实际效果研究及有限元模拟维 TZ-300，厚度为 0.167mm。纤维材料性能：抗拉强度值为 3483MPa；弹性模量为 2.34×105MPa。纤维实物图见图 2.5。试验所用钢材是由新余钢铁公司生产，采用 Q235 钢材。加固使用的 U 型钢板和钢板条带厚度为3mm。钢材的屈服时强度为295MPa，抗拉强度为425MPa，延伸率为29%。角钢压条采用 75mm×75mm×5mm。其材料性能：屈服时强度为 265MPa，抗拉强度为351MPa，延伸率为 27%。钢板压条和小盖板厚度为 5mm。压条材料性能：屈服时强度为 290MPa，抗拉强度为 422MPa，延伸率为 29%。钢板实物图见图 2.6。
【参考文献】

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6 张琼;预应力混凝土T梁加固有限元分析及正截面承载力计算方法研究[D];长安大学;2010年

7 张越芳;碳纤维布加固低强度等级混凝土梁抗剪性能研究[D];同济大学;2006年

8 甘元初;锚贴钢板加固钢筋混凝土梁受剪性能的研究[D];郑州大学;2006年

本文编号：2883130