钢筋混凝土柱工作应力试验与研究

摘要

在建筑结构工作应力状态的检测中，钢筋混凝土结构中的混凝土应力检测一直是较难解决的问题。在查阅了大量的参考文献和资料后，提出采用钻孔—电测法来测试钢筋混凝土结构中混凝土的工作应力，本文主要进行了以下工作： 本文共进行了10根钢筋混凝土柱的试验研究，分析了对测试结果影响的主要因素。对不同孔径下的孔边应变变化值和不同粘贴电阻应变片方式下的孔边应变变化进行了对比研究，试验结果表明，孔边应变变化值随着孔径增大而增大；不同粘贴电阻应变片方式下的孔边应变变化值基本一致，说明钻孔—电测法可以应用到实际工程中测量混凝土的工作应力。 利用通用有限元程序ANSYS分析试验柱在承受轴心受压和偏心受压下的孔边应力分布，并计算轴心受压下粘贴电阻应变片的应变值。分析在轴心受压下不同孔径下孔边应力分布及其应力集中系数；另外，对孔深与孔边应力集中系数进行计算，计算结果表明，轴心受压下和偏心受压的应力集中系数相差较远。轴心受压下孔边的最大应力随着孔径的增大而增大，但对于应力集中系数却不完全一样。孔深对孔边应力集中系数的影响比较明显，随着孔深的增大，孔边的应力集中系数在增大，在孔深与孔径的比值为1.2倍孔边的应力集中系数出现了平缓段，在该深度时基本可以测量到孔边的释放应变。 采用有限元计算的释放比计算出原有应变，通过空间问题的物理方程计算应力公式计算出混凝土的应力，提出了采用钻孔—电测法测量钢筋混凝土柱的混凝土工作应力的近似计算公式。最后总结钻孔—电测法测量钢筋混凝土柱中混凝土的孔边释放应变的关键步骤和在实际工程中应用时应该注意的事项。

目录

文摘

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第1章绪论

1.1建筑物检测的工程背景

1.2建筑物检测

1.2.1已建建筑物的检测

1.2.2钢筋混凝土结构的非破损检测

1.2.3建筑物工作应力测试

1.3问题的提出

1.4本文研究的内容

第2章钢筋混凝土柱工作应力的试验研究

2.1引言

2.2试件设计及制作

2.2.1试件设计

2.2.2试件制作

2.3试验方案设计

2.4试验装置和加载值确定

2.4.1试验装置

2.4.2加载值确定

2.5试验测试内容和量测方法

2.5.1电阻应变片和温度计粘贴位置

2.5.2试验量测内容和量测方法

2.6试验结果与分析

2.6.1试验实测结果

2.6.2影响试验结果的各种因素分析

2.6.3两种孔径试验测试结果分析

2.6.4贴片方式的可靠性分析

2.7本章小结

第3章钢筋混凝土柱孔边应力分析

3.1概述

3.2平面板中孔边应力分布

3.2.1应力集中及其应力集中系数

3.2.2无限宽板的孔边应力

3.2.3有限宽板的孔边应力

3.2.4无限平面板与有限宽板的应力比较

3.3试验柱孔边应力分析

3.3.1ANSYS工程分析软件简介

3.3.2试验柱孔边应力

3.4偏心受压状态下孔边应力

3.4.1计算情况的分析

3.4.2模型建立

3.4.3应力分布曲线

3.5截面上的应力比值系数分析

3.5.1试验柱的应力比值系数

3.5.2偏心受压状态下应力比值系数

3.6孔径和孔深与截面应力比值系数的关系

3.6.1孔径对应力比值系数的影响及其分析

3.6.2孔深对应力比值系数的影响及其分析

3.7试验值与理论值的对比分析

3.7.1电阻应变片粘贴处对应位置的应变值

3.7.2试验值与理论值的比较

3.8本章小结

第4章混凝土工作应力的计算和测试方法的应用

4.1概述

4.2工作应力的简化计算

4.2.1轴心受压下混凝土的工作应力

4.2.2偏心受压下混凝土的工作应力

4.3工作应力的近似计算公式

4.4钻孔—电测法测试混凝土工作应力

4.5本章小结

结论

参考文献

致谢

附录A攻读硕士学位期间发表的论文