工字型轴压钢柱负载下外包钢筋混凝土加固力学性能研究
发布时间：2022-01-16 10:17
钢结构作为一种具有轻质高强、抗震性能好、施工周期短等特点的优良结构,在我国基础设施建设中发挥了重要作用,其保有量呈不断增长趋势。为了响应国家可持续发展战略和对已有资源再利用,对早期建成的钢结构进行加固以解决承载力不足的问题极其重要。对负载型钢外包钢筋混凝土加固既能显著提高原钢柱承载能力,又能缓解钢结构中普遍存在的防火及防腐蚀问题,具有广阔的应用前景。本文以轴压型钢柱负载下外包钢筋混凝土加固组成的新型结构形式为研究对象,采取试验研究、理论分析和有限元模拟计算相结合的方法对其力学性能进行研究,主要内容有:为研究工字型轴压钢柱负载下外包钢筋混凝土加固的力学性能,对1根未负载下和4根具有初始负载的工字型轴压钢柱外包钢筋混凝土加固试件进行静力加载试验,以不同混凝土强度等级、型钢强度和初始负载为参数,绘制5根加固柱的荷载-位移关系曲线,得出加固后试件极限承载力显著提高,分析了加固柱极限承载力受混凝土强度等级、型钢强度等级及初始负载的影响。基于已有加固柱静力加载试验,本文对工字型轴压钢柱负载下外包钢筋混凝土加固的承载力理论计算公式进行推导。推导过程中考虑了核心区混凝土的箍筋约束作用和新增钢筋混凝土与...
【文章来源】：沈阳大学辽宁省
【文章页数】：88 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
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我国年钢生产总量在改革开放初期仅为 3700 万吨，1996 年（1.01 亿吨），首次跃居世界年钢生产总量之首；从 2000 年开始，我总量稳居世界第一，2017 年则达到 10.5 亿吨，同比上一年增长 0.8%。展的需要，机场、剧院、体育馆等高层、大跨度、大空间的钢结构建俱增，钢结构作为一种现代化建筑结构，与其它传统建筑结构相比，现在以下几个方面：（1）轻质高强；（2）塑性、韧性好；（3）材质学假定；（4）具有可焊性；（5）工业化程度高，生产周期短，施工（6）属于环保建材，便于拆卸回收和重复利用[1]；（7）造型美观，抗由于钢结构的优势比较突出，具有较强的竞争性，因此，越来越多的注以钢结构为主体的建筑物。世界上第一栋高层钢结构房屋--美国芝加公司大楼（高 42 米，共 10 层），如图 1.1 所示；于 2009 年 9 月竣工高塔--广州塔（总高 600 米），用钢量为 6 万吨，如图 1.2 所示。
现经过外粘钢板加固后的圆形截面钢管的极限承载力和刚度均得到提高，且钢板这种加固方式能够使粘贴结构与原钢管结构共同良好的工作。隋炳强[5]等研究了存在初始负载的轴压圆钢管经外粘钢板加固后的弹塑学性能，进一步分析了初始应力比、长细比、加固层钢板厚度和残余应力等对加固后构件的极限承载力影响，发现轴压圆钢管的长细比和初始应力比对钢板加固构件极限承载力的影响最为显著，并推导出了外粘钢板加固轴压杆算公式。赵士永[6]等认为利用粘钢法加固钢结构可以避免因焊接引起的变形、应且钢结构在负荷状态下也可以对其进行加固。对外粘钢板加固的工字型钢梁了有限元模拟研究，模拟结果与试验结果基本吻合，粘接钢板的厚度小于 5c钢梁的承载力与刚度随着厚度的增加而提升，当外粘的钢板厚度大于 5cm 时板厚度对钢梁承载力的影响减弱。
【参考文献】：
期刊论文
[1]负载钢柱加固后的正截面承载力分析[J]. 周乐,吴建平,王克尧. 沈阳大学学报(自然科学版). 2017(05)
[2]粘钢加固钢梁的有限元分析[J]. 赵士永,褚少辉,付素娟. 华北地震科学. 2017(02)
[3]对我国钢结构发展的思考[J]. 岳清瑞,侯兆新. 工程建设标准化. 2017(05)
[4]钢结构加固新技术及其应用研究[J]. 王元清,宗亮,施刚,石永久. 工业建筑. 2017(02)
[5]负载下外包钢筋混凝土加固轴心受压钢柱受力性能研究[J]. 周乐,王晓初,白云皓,贾连光,谭相培. 工程力学. 2017(01)
[6]外包混凝土加固轴心受压钢柱正截面承载力试验与理论研究[J]. 谭相培,王晓初,周乐,伊军伟. 沈阳大学学报(自然科学版). 2016(04)
[7]初始负载下焊接加固工字形截面钢柱受力性能试验研究[J]. 王元清,祝瑞祥,戴国欣,施刚. 建筑结构学报. 2014(07)
[8]负载下钢结构构件增大截面加固设计方法对比分析[J]. 祝瑞祥,王元清,戴国欣,施刚. 四川建筑科学研究. 2014(01)
[9]粘钢法全长加固钢管柱极限承载力研究[J]. 隋炳强,邓长根,罗兴隆. 山东建筑大学学报. 2011(05)
[10]碳纤维布加固钢结构的黏结性能研究[J]. 杨勇新,岳清瑞,彭福明. 土木工程学报. 2006(10)
博士论文
[1]GFRP管钢骨高强混凝土组合构件力学性能研究[D]. 周乐.东北大学 2009
硕士论文
[1]外包钢筋混凝土加固在役轴压钢柱的力学性能研究[D]. 王克尧.沈阳大学 2017
[2]外包钢筋混凝土加固轴心受压钢柱正截面力学性能研究[D]. 谭相培.沈阳大学 2017
[3]负载下外包钢筋混凝土加固轴压钢柱力学性能试验研究[D]. 聂晓梅.沈阳大学 2016
[4]考虑粘结滑移的型钢混凝土数值模拟分析[D]. 李亚仙.大连理工大学 2015
[5]核心型钢混凝土柱轴压性能试验研究[D]. 许鹏红.华侨大学 2013
[6]考虑粘结滑移的型钢混凝土梁和柱的性能分析[D]. 林树潮.西安建筑科技大学 2011
[7]型钢与混凝土粘结强度和粘结滑移的有限元分析[D]. 梁勇敢.长安大学 2007
[8]型钢混凝土柱滞回特性的有限元分析[D]. 唐小方.长沙理工大学 2007
[9]考虑粘结滑移的型钢混凝土非线性有限元分析[D]. 秦艳.西安理工大学 2007
本文编号：3592461
【文章来源】：沈阳大学辽宁省
【文章页数】：88 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
芝加哥家庭保险公司大楼Fig1.1HomeInsuranceBuilding
我国年钢生产总量在改革开放初期仅为 3700 万吨，1996 年（1.01 亿吨），首次跃居世界年钢生产总量之首；从 2000 年开始，我总量稳居世界第一，2017 年则达到 10.5 亿吨，同比上一年增长 0.8%。展的需要，机场、剧院、体育馆等高层、大跨度、大空间的钢结构建俱增，钢结构作为一种现代化建筑结构，与其它传统建筑结构相比，现在以下几个方面：（1）轻质高强；（2）塑性、韧性好；（3）材质学假定；（4）具有可焊性；（5）工业化程度高，生产周期短，施工（6）属于环保建材，便于拆卸回收和重复利用[1]；（7）造型美观，抗由于钢结构的优势比较突出，具有较强的竞争性，因此，越来越多的注以钢结构为主体的建筑物。世界上第一栋高层钢结构房屋--美国芝加公司大楼（高 42 米，共 10 层），如图 1.1 所示；于 2009 年 9 月竣工高塔--广州塔（总高 600 米），用钢量为 6 万吨，如图 1.2 所示。
现经过外粘钢板加固后的圆形截面钢管的极限承载力和刚度均得到提高，且钢板这种加固方式能够使粘贴结构与原钢管结构共同良好的工作。隋炳强[5]等研究了存在初始负载的轴压圆钢管经外粘钢板加固后的弹塑学性能，进一步分析了初始应力比、长细比、加固层钢板厚度和残余应力等对加固后构件的极限承载力影响，发现轴压圆钢管的长细比和初始应力比对钢板加固构件极限承载力的影响最为显著，并推导出了外粘钢板加固轴压杆算公式。赵士永[6]等认为利用粘钢法加固钢结构可以避免因焊接引起的变形、应且钢结构在负荷状态下也可以对其进行加固。对外粘钢板加固的工字型钢梁了有限元模拟研究，模拟结果与试验结果基本吻合，粘接钢板的厚度小于 5c钢梁的承载力与刚度随着厚度的增加而提升，当外粘的钢板厚度大于 5cm 时板厚度对钢梁承载力的影响减弱。
【参考文献】：
期刊论文
[1]负载钢柱加固后的正截面承载力分析[J]. 周乐,吴建平,王克尧. 沈阳大学学报(自然科学版). 2017(05)
[2]粘钢加固钢梁的有限元分析[J]. 赵士永,褚少辉,付素娟. 华北地震科学. 2017(02)
[3]对我国钢结构发展的思考[J]. 岳清瑞,侯兆新. 工程建设标准化. 2017(05)
[4]钢结构加固新技术及其应用研究[J]. 王元清,宗亮,施刚,石永久. 工业建筑. 2017(02)
[5]负载下外包钢筋混凝土加固轴心受压钢柱受力性能研究[J]. 周乐,王晓初,白云皓,贾连光,谭相培. 工程力学. 2017(01)
[6]外包混凝土加固轴心受压钢柱正截面承载力试验与理论研究[J]. 谭相培,王晓初,周乐,伊军伟. 沈阳大学学报(自然科学版). 2016(04)
[7]初始负载下焊接加固工字形截面钢柱受力性能试验研究[J]. 王元清,祝瑞祥,戴国欣,施刚. 建筑结构学报. 2014(07)
[8]负载下钢结构构件增大截面加固设计方法对比分析[J]. 祝瑞祥,王元清,戴国欣,施刚. 四川建筑科学研究. 2014(01)
[9]粘钢法全长加固钢管柱极限承载力研究[J]. 隋炳强,邓长根,罗兴隆. 山东建筑大学学报. 2011(05)
[10]碳纤维布加固钢结构的黏结性能研究[J]. 杨勇新,岳清瑞,彭福明. 土木工程学报. 2006(10)
博士论文
[1]GFRP管钢骨高强混凝土组合构件力学性能研究[D]. 周乐.东北大学 2009
硕士论文
[1]外包钢筋混凝土加固在役轴压钢柱的力学性能研究[D]. 王克尧.沈阳大学 2017
[2]外包钢筋混凝土加固轴心受压钢柱正截面力学性能研究[D]. 谭相培.沈阳大学 2017
[3]负载下外包钢筋混凝土加固轴压钢柱力学性能试验研究[D]. 聂晓梅.沈阳大学 2016
[4]考虑粘结滑移的型钢混凝土数值模拟分析[D]. 李亚仙.大连理工大学 2015
[5]核心型钢混凝土柱轴压性能试验研究[D]. 许鹏红.华侨大学 2013
[6]考虑粘结滑移的型钢混凝土梁和柱的性能分析[D]. 林树潮.西安建筑科技大学 2011
[7]型钢与混凝土粘结强度和粘结滑移的有限元分析[D]. 梁勇敢.长安大学 2007
[8]型钢混凝土柱滞回特性的有限元分析[D]. 唐小方.长沙理工大学 2007
[9]考虑粘结滑移的型钢混凝土非线性有限元分析[D]. 秦艳.西安理工大学 2007
本文编号：3592461
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