梁底锚栓钢板加固钢筋混凝土梁抗弯性能研究

摘要

随着我国建筑行业由大规模新建阶段过渡到新建与改造维护并重的阶段，建筑物加固与改造已经成为一个热点。由于钢筋混凝土结构在设计时考虑不周，或者钢筋混凝土构件在特殊环境下钢筋被锈蚀等原因导致正截面抗弯承载力不足而出现不能满足使用要求的情况，这时就必须对结构或者构件进行改造加固。锚栓钢板加固法能有效提高被加固受弯构件的承载力、刚度以及延性，与传统的粘贴加固法相比，锚栓钢板加固技术造价较低、施工简便，能有效避免钢板与混凝土之间发生的剥离现象，同时更耐高温。目前对锚栓钢板加固法的研究尚不充足，影响加固效果的因素较多，没有完整的理论与设计规范。据此，本文采用试验分析并结合数值模拟验证方法，进一步对梁底锚栓钢板加固钢筋混凝土梁抗弯性能进行研究。
　　通过对单根锚栓受剪的有限元数值模拟，研究了单根锚栓的受剪性能以及基材强度等级、锚栓直径、锚栓埋置深度对抗剪性能的影响，得出了单根锚栓受剪时的特征以及三个因素影响抗剪性能变化规律;通过对梁底锚栓钢板加固钢筋混凝土梁的试验研究，分析了锚栓直径、锚栓数量、锚栓布置方式对加固效果的影响，得出了影响因素对加固效果的影响规律并提出工程建议。在锚栓直径的试验研究中，提出了开孔率的定义，并对开孔率限制以保证加固梁不会因为直径过大导致刚度下降，使锚栓钢板加固法更好地运用于工程实际中;通过对梁底锚栓钢板加固钢筋混凝土梁的试验研究，分析了加固梁各部件受力情况，给出了结合本文试验与数值模拟结果的加固梁正截面抗弯承载力计算公式，并与试验值作对比证明了公式的合理性;通过对梁底锚栓钢板加固钢筋混凝土梁有限元分析，讨论了锚栓直径、锚栓数量、二次受力、锚栓布置方式对加固效果的影响并与试验结果做比较进一步验证所得的研究结论。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．2 钢筋混凝土梁正截面受弯破坏类别

1．3 钢筋混凝土受弯构件加固的常用方法

1．4 锚栓钢板加固法

1．4．1 锚栓钢板加固法的特点

1．4．2 锚栓钢板加固法的施工工艺

1．4．3 锚栓钢板加固法研究现状

1．5 研究目的、内容及技术路线

1．5．1 研究目的

1．5．2 研究内容

1．5．3 技术路线

第2章 单个锚栓抗剪性能影响因素研究

2．1 概述

2．2 锚栓在加固中的作用

2．3 锚栓类别及影响锚栓承载力的因素

2．3．1 锚栓类别

2．3．2 影响锚栓抗剪承载力的主要因素

2．4 锚栓受剪性能有限元分析

2．4．1 有限元分析的目的

2．4．2 有限元模型

2．4．3 有限元模拟结果分析

2．5 本章小结

第3章 梁底锚栓钢板加固钢筋混凝土梁试验研究

3．1 引言

3．2 试验构件设计及制作方法

3．2．1 构件设计

3．2．2 构件制作

3．3 材料性能试验

3．3．1 混凝土材料性能试验

3．3．2 钢筋拉伸性能试验

3．3．3 钢板和锚栓拉伸性能试验

3．4 试验方案

3．4．1 试验装置和仪器

3．4．2 试验测量内容

3．4．3 加载方案

3．5 试验过程与现象

3．6 试验结果分析

3．6．1 试验梁破坏形态分析

3．6．2 试验梁承载力与刚度分析

3．6．3 钢筋、钢板受力分析

3．7 本章小结

第4章 梁底锚栓钢板加固钢筋混凝土梁有限元分析

4．1 引言

4．2 模型设计

4．3 有限元模型

4．3．1 本构关系

4．3．2 模型的建立过程

4．4 有限元模拟结果分析

4．4．1 模型承载力数值模拟分析

4．4．2 混凝土受力状态分析

4．4．3 钢筋受力状态分析

4．4．4 锚栓和钢板受力状态分析

4．4．5 钢板受力滞后于钢筋现象分析

4．5 本章小结

第5章 梁底锚栓钢板加固混凝土梁抗弯加固设计

5．1 引言

5．2 影响因素对加固的影响

5．2．1 锚栓直径、锚栓数量对加固的影响

5．2．2 锚栓布置方式对加固的影响

5．2．3 二次受力对加固的影响

5．3 梁底锚栓钢板加固钢筋混凝土梁抗弯承载力设计

5．3．1 承载力计算的基本假定

5．3．2 承载力计算简图

5．3．3 承载力计算公式

5．3．4 承载力计算公式的可靠性

5．4 本章小结

结论

致谢

参考文献