钢筋混凝土异形柱的二次受力分析及其加固方法的研究

摘要

钢筋混凝土异形柱框架结构体系是近年迅速发展起来的一种新型的结构体系,自二十世纪八十年代以来,该结构体系在全国各地已建设实施了几百平方米.如今,不少异形柱结构的建筑物使用龄期已超过20年,面临加固,另外,某些建筑物由于原有的设计施工不当、使用不当或者需要加层改造等原因,已经需要进行加固与修复,但目前对于异形柱的加固方法和计算理论尚未成熟.该文正是以实际工程中提出的异形柱加固的问题为研究背景,对异形柱的加固问题进行了分析,在计算分析的基础上提出了相应的解决方法,主要的工作包括如下几个方面:1、对现有加固方法的优缺点及适用性进行了讨论,并综合现场情况及多方面因素,对采用加大截面法和粘贴钢板法分别解决不同的异形柱加固的问题进行了可行性的探讨和分析.2、分析了异形柱加固前与加固后受力状态的不同,采用非线性有限元分析的方法,对柱截面进行网格化,推导出异形柱加固前在实际作用外力的影响下,截面的应变-外力基本方程,并采用数值积分的方法,编制了适合工程使用的电算程序Eden-A进行求解.3、对加大截面法加固的异形柱进行受力分析和计算,重点分析了原有柱截面的二次受力问题,通过推导和计算得出了加固后柱承载力的验算方法,为方便工程使用,又在此基础上编制了用于加大截面法加固异形柱的承载力验算的电算程序Eden-B.4、在前面分析和计算的基础上,继续分析了采用粘贴钢板法加固异形柱的受力状况及其承载力的验算方法,并编制了用于粘贴钢板法加固异形柱的承载力验算的电算程序Eden-C.5、分析了施工对于加固的重要性,并介绍了该工程中的一些特殊施工问题的解决方法,以及一些经验总结.作为加固中的一个新问题,该文主要是针对某实际工程中遇到的和急待解决的问题进行了分析和计算,而实践中,异形柱存在的问题可能是千变万化的,可以采用的方法也是多种多样的,该文的内容有限,仍需要进一步深入的开展讨论和研究.

目录

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第一章绪论

1.1结构加固学的背景和发展

1.2异形柱的使用现状及其加固研究的意义

1.2.1异形柱的优点及使用现状

1.2.2异形柱加固研究的前景

1.3本文问题的提出

1.3.1工程概况

1.3.2问题分析

1.4本文的主要研究工作

第二章异型柱加固方案的选择

2.1结构加固的现有方法

2.2实践中异形柱加固面临的问题

2.2.1可能引起结构加固的原因

2.2.2本工程实践中需要处理的问题

2.3适合于异形柱加固的方案选择及理论分析

2.3.1异形柱的轴压比超限的问题

2.3.2异形柱的纵筋配筋不足的问题

2.4小结

第三章异型柱初次受力后截面应变状态的计算

3.1概述

3.1.1加固设计中异型柱初次受力的计算分析

3.1.2现有的关于异型柱的研究和计算方法

3.2异型柱截面应力应变状态的计算分析

3.2.1计算的基本假定

3.2.2本构关系

3.2.3基本方程的建立

3.3编制异型柱截面应变计算的电算程序

3.3.1 Eden-A电算程序的设计过程与简介

3.3.2程序可靠性的验算

3.4电算程序计算异形柱时需注意的问题

3.5小结

第四章异形柱加固后二次受力的计算与分析

4.1加大截面法加固异形柱的计算与分析

4.1.1现有的计算方法简介及其适用性分析

4.1.2异形柱加固后的计算分析

4.2加大截面后异形柱的电算程序Eden-B的编制

4.2.1程序的简介与设计原理

4.2.2程序的计算流程

4.2.3程序的应用

4.3粘贴钢板法加固异形柱的计算分析

4.3.1现有的计算方法简介

4.3.2粘钢板法加固异形柱的计算及电算程序Eden-C的编制

4.4小结

第五章异形柱加固的施工方法

5.1加大截面法的施工方法

5.1.1混凝土和钢筋处理

5.1.2植筋技术的应用

5.1.3柱头节点的加固处理方法

5.2粘贴钢板法的施工方法

5.2.1混凝土与钢板的处理

5.2.2钢板的粘贴工艺

5.3小结

结束语

参考文献

攻读学位期间发表论文

致谢